纤维增强树脂基复合材料优异的材料特性使其广泛应用在各类航空航天、车辆、船舶、压力容器和自动化装备中,并且逐步向整体化、大型化发展,同时也开始大量应用于关键的承力结构。这些装备在实际服役中不可避免的承载复杂、随机的振动载荷作用。装备结构在这些载荷激励作用下,产生振动响应,进而引发振动疲劳问题。然而,一直以来,学术界对于复合材料的疲劳问题的研究一直集中于简单常幅载荷下的拉-压、压-压、拉-拉及简化条件下的弯曲疲劳问题。而对于随机载荷,尤其是复杂随机振动载荷作用下的复合材料振动疲劳问题的研究尚是空白。随着各类装备遂行任务的多样化、复杂化,装备结构设计对轻量化和高可靠长寿命的要求越来越高,因此各类装备结构上大量应用的纤维增强树脂基复合材料在复杂随机载荷作用下的疲劳问题逐渐变得尤为突出。要研究复合材料的振动疲劳问题,需要实时在线监测复合材料疲劳损伤的衍生和发展状态。然而,当前针对纤维增强树脂基复合材料的损伤检测手段基本是离线的。针对上述问题,在充分调研基础上,本文首先通过仿真和试验多维手段,分析了复合材料典型损伤的振动特性,探索了基于振动信号的纤维增强树脂基复合材料振动疲劳损伤在线监测手段。在此基础上,分别从结构应力响应分析和实际振动疲劳试验两个不同的角度,采用动力学仿真分析与实际试验相结合的手段,对影响纤维增强树脂基复合材料振动疲劳寿命的因素进行了系统的研究。主要研究内容和结论如下:1.研究了基于振动信号的纤维增强复合材料在线损伤监测技术首先采用仿真方法和模态试验,分析了复合材料典型损伤的振动特性,建立典型损伤的萌生、拓展与结构振动特性的联系。在此基础上,结合振动试验设备,设计并实现了振动疲劳测试中的纤维增强复合材料在线损伤监测。2.分析了复杂随机载荷作用下纤维增强复合材料结构应力响应探索了典型碳纤维复合材料悬臂层板结构的瞬态动力学仿真方法,通过大规模时域计算,系统分析了复杂随机振动基础激励作用下的结构应力响应;探索了结构应力-应变计算方法,设计了悬臂层板在振动试验中的应变测试方法,对仿真结果进行了验证。实现了非高斯随机振动基础激励条件下结构件的应力响应仿真分析。3.系统研究了影响纤维增强复合材料振动疲劳寿命的因素结合应力响应分析,通过实际振动疲劳试验,验证了纤维增强树脂基复合材料的振动疲劳现象,揭示了影响碳纤维增强复合材料振动疲劳寿命的因素,给出了峭度、均方根值、功率谱密度量级、带宽等载荷因素对复合材料振动疲劳寿命的影响规律。本文研究的技术、方法和结论,可为纤维增强复合材料的损伤监测、寿命评估及结构优化设计奠定基础,为保障其安全可靠服役提供支撑。