疲劳失效是航空钛合金结构在使用过程中常见的，对结构安全性具有严重影响的问题。实际工程结构中含有很多的缺口件，缺口部分存在应力集中，此部分是结构的疲劳薄弱环节，缺口件的疲劳寿命控制着结构的疲劳寿命，准确的缺口件的疲劳寿命对结构的疲劳寿命明的估算具有重要的意义。本文以钛合金为研究对象，提出能用于预估钛合金疲劳寿命的疲劳损伤模型。基于损伤力学模拟实验件的疲劳过程，得到试验件的疲劳寿命的方法可以减少试验的次数，节省试验件和试验时间，并且可以估计不同缺口系数情况下试验件的S-N曲线。使用不可逆热力学理论分析得到合金的含损伤情况下的本构关系。分别通过材料在高周疲劳和低周疲劳作用下的细观结构损伤机理，并且定义损伤的门阀值，得到材料的疲劳损伤扩展模型。进行了TC4合金的光滑和含沟槽试件的疲劳试验，得到试验件的S-N曲线。使用所得到的光滑试样的试样结果，拟合损伤扩展模型的参数。由于含沟槽试样在缺口附近的应力分布情况的复杂性，使用损伤力学-附加质量-有限元法，在ABAQUS中进行二次开发，模拟疲劳裂纹形成和扩展两个过程，对含沟槽对称TC4合金试验件进行寿命预测分析。疲劳寿命预测结果与试验结果吻合良好。从而可以验证模型和分析方法的正确性。