本文围绕缺口件多轴局部应力、应变分析以及多轴随机疲劳寿命预测，从理论与实验两个方面开展了研究工作。 首先，回顾了国内外有代表性的缺口多轴局部应力．应变近似方法，并对它们进行了适当的评述。 通过对单调和循环加载下中心孔缺口试样的3-D有限元数值模拟，研究了缺口多轴局部应力、应变响应及其随名义应力(幅)的变化规律；获得了缺口表面与中心部位的应力、应变集中因子以及两者的几何平均值随名义应力幅的变化特征。通过与试验结果相比较得出：单调加载下有限元计算结果非常接近实测值。另外，采用有限元数值模拟了缺口多轴应力、应变状态随缺口件厚度的变化规律，研究发现：随着厚度增加y方向最大应变由中心部位逐渐转移到缺口表面；针对两种循环应力-应变曲线描述方法(CST和IST)研究了材料本构方程对缺口多轴局部应力、应变计算值的影响，通过与实测结果比较表明：用IST描述方法更符合实际情况。 采用电测法测定了某一厚度中心孔缺口试样的多轴局部应变及其随循环载荷的响应，结果用于与有限元及近似公式的计算值相比较；采用金相观测获得了缺口局部的塑性滑移特征；采用SEM对缺口试样疲劳裂纹形成与扩展特征进行了初步分析，发现裂纹最先在缺口尖端表面形成。 采用3种单轴局部应力、应变近似公式和3种多轴局部应力、应变修正公式分别计算了单调和循环加载下缺口尖端的局部应力和应变，并与有限元和实验结果进行了比较，发现：多轴修正公式比单轴公式预测精度有明显提高，其中多轴ESED法和多轴Neuber法与实验值较接近；利用上述3种单轴和2种多轴局部应力、应变近似公式分别对缺口件进行随机疲劳寿命预测，并与试验结果进行比较。结果表明：多轴Neuber法与测试结果最接近。因此，对于工程结构的多轴随机疲劳寿命预测，建议采用多轴Neuber法模拟缺口局部应力、应变响应。