疲劳分散系数的选取和加速试验技术是结构全尺寸疲劳试验中的关键问题。疲劳分散系数包括两部分内容:结构疲劳性能的分散和载荷谱的分散。本文重点对载荷谱分散性进行了分析,同时考虑了结构疲劳性能分散性的影响,为分散系数的选取提供了理论依据。现有的加速试验方法建立在确定性疲劳分析的基础上,疲劳性能采用平均值表征,这与客观现象不符。原因在于疲劳性能具有分散性,需要采用随机变量来描述。针对这一不足,本文基于概率疲劳理论对加速试验方法进行了研究。对近年来喷气式运输机的突风和机动载荷的实测数据进行了统计,分析其变化规律。从20世纪50年代到80年代之间,民用飞机的突风和机动载荷谱明显减小,在80年代以后基本稳定。根据这一规律,给出了未来民机设计中建议采用的载荷谱信息,并为载荷谱的分散性研究提供了基础数据。疲劳寿命与使用载荷和结构的疲劳性能有关,两者的分散性导致了结构疲劳寿命的分散性。针对民用飞机结构,定量分析了影响载荷谱分散的众多因素,包括飞行距离、突风和机动载荷以及危险部位的应力响应。飞行距离和危险部位的应力响应采用随机变量描述,突风和机动载荷谱采用随机曲线族描述。在此基础上,采用P-S-N曲线描述结构疲劳性能的分散,根据Miner线性损伤累积理论计算结构的疲劳寿命分布,为疲劳分散系数的选取提供了理论依据。将疲劳寿命看作连续的随机变量,采用概率距离定量描述小载荷删除前后疲劳寿命分布的差异程度,以删除谱与原谱的疲劳寿命同分布为标准,提出了一个小载荷删除准则。该方法考虑了疲劳性能的分散性,可根据结构的P-S-N曲线和载荷谱的应力分布函数计算相应的小载荷删除水平。对LC4CS铝合金在5种载荷谱下进行疲劳试验,结果表明,计算得到的删除谱与原始谱的疲劳寿命同分布,载荷循环数为原始谱的8%,节省了试验时间。提出了一个基于概率疲劳理论的载荷谱等效方法,采用概率距离描述等效谱和原始谱的疲劳寿命分布差异程度,以概率距离最小为目标,反求等效谱。在载荷谱等效的过程中,该方法考虑了疲劳性能随机性的影响。给定结构的P-S-N曲线、原始载荷谱和小载荷折算水平,即可计算出相应的等效谱。试验结果表明,工程实践中,本文的载荷谱等效方法是有效的。与小载荷删除相比,载荷谱等效能进一步压缩疲劳试验时间,节约试验费用。