工程实际情况中,构件往往在多轴循环加载下服役,导致各种形式的疲劳失效,构件一旦发生疲劳破坏,将会给正常运行的机械带来极大的隐患,从而导致严重后果。实际的结构件有截面均匀的光滑体,也有几何不连续的缺口件。对于光滑体来说,应力应变分布规律相对简单,可以用理论方法计算其应力应变状态和疲劳寿命;但对于几何不连续的缺口件,应力集中致使缺口局部处于多轴应力状态,且更易诱发裂纹的萌生及扩展,从而导致多轴疲劳失效。基于临界面理论的方法为解决多轴疲劳问题提供有效的处理方式,但由于载荷形式、材料特性和加载路径的不同,还没有统一的多轴疲劳寿命预估研究方法,因此,提出适用于光滑体/缺口件且精度较高的多轴疲劳寿命预估模型具有较高的理论意义和工程应用价值。围绕上述工程需求,本文基于临界面理论,借助有限元分析技术和多轴疲劳强度理论,针对实际工程中的光滑体和缺口件给出不同的疲劳寿命评价方法,深入开展光滑体/缺口件的多轴疲劳失效分析、疲劳损伤损伤演化规律及疲劳寿命预估方法研究,开展以下研究:（1）以FS（Fatemi-Socie）损伤参量为基础,考虑材料敏感性系数、正/剪应力及法向应变幅值对多轴疲劳损伤累积过程的影响,结合MansonCoffin方程,建立适用于光滑体,且同时考虑非比例附加强化、正/剪应力、材料敏感性及临界面法向应变的多轴疲劳寿命预估模型,并利用薄壁圆管试验数据验证模型的正确性和可行性。（2）借助弹塑性有限元软件,获取缺口件危险部位应力应变状态,从热力学角度研究材料疲劳损伤演化过程和外力功的内在联系,借助坐标变换原理和临界面理论定义塑性应变能密度最大的材料平面为裂纹萌生面,建立其与塑性应变能密度关系的数学模型,发展一种确定多轴载荷下缺口件裂纹萌生面的能量—临界面法。（3）基于裂纹萌生面上非均匀应力场的定量描述,研究裂纹萌生面上剪应力梯度和正应力梯度对多轴疲劳损伤演过程的影响程度,结合应力场强法,建立基于von-Mises准则的多轴损伤参量,即等效应力场强。（4）系统研究非比例附加强化作用对材料特性和加载路径的依赖性以及非比例加载环境对材料宏观应力—应变响应的影响规律,提出一个综合考虑材料特性和加载路径的非比例附加强化因子,分析其对多轴疲劳损伤的影响,以等效应力场强为疲劳损伤参量,建立适用于缺口件的多轴疲劳寿命预估模型,并利用缺口件多轴疲劳试验数据验证模型的正确性和可行性。