经过多年的探索与发展，磁约束核聚变研究目前开始进入实验堆建造与实验阶段。其中，偏滤器及包层第一壁作为直接面向等离子体的关键部件，正常运行时需要承受高温、高辐射热、高能中子辐照等复杂载荷。同时，由于实验堆采用脉冲运行模式，第一壁需不断承受反应堆周期性放电与等离子体相互作用，使得结构材料承受周期性荷载，特别是不同材料的连接界面，容易引起热疲劳问题。这种荷载与其它荷载(如高能中子辐照、机械载荷与电磁载荷等)耦合，可能严重影响第一壁的服役性能与使用寿命，必须引起足够的重视。从国内外研究现状来看，国内外对基于多载荷耦合条件下的疲劳研究还较少报道。本研究综合考虑聚变堆第一壁的复杂载荷环境，提出多载荷耦合的抗疲劳与冲击关键技术研究，目前获得了三个方面的进展：(1)初步建成耦合机械、热及电磁(后期)综合性实验平台，具备了实验能力；(2)从力学基础出发，结合工程实际，发展了从微观到宏观的多尺度理论和实验研究方法： 首先，基于微观分子动力学模拟，发现了金属表面微纳米化改性可以强化其临界热流密度，以此为理论指导，提出了一种层次结构金属表面微纳米化改性的工艺，并实验证实了强化换热效果，该工艺方式存在大规模应用的可能性。基于微观分子动力学模拟，理论证实了两种抗热疲劳与瞬态热冲击的PFC材料连接新工艺的理论可行性。其次，发展了耦合蠕变效应的宏观有限元疲劳损伤模型应用于第一壁疲劳与冲击耦合的寿命预测。最后，实验手段上，采用非接触式光学精密测量，注重于对应变场发展及损伤演化规律进行实时测量，这为进一步通过实验与理论结合探索第一壁抗热疲劳及冲击关键技术研究奠定了测量技术基础；(3)针对聚变堆面向等离子体结构开展疲劳综合实验验证，结合数值模拟，获得提高第一壁抗疲劳性能的关键工艺及技术。