60％以上的工程构件存在小裂纹，构件中的内部缺陷、夹杂物、气孔等都可能是形成小裂纹的裂纹源，且尺寸小于1mm的小裂纹的萌生和扩展寿命约占疲劳寿命的80％以上。材料的疲劳破坏本身是一个连续的损伤累积过程，但是由于小裂纹不同于长裂纹的特性，使得线弹性断裂力学方法预测结果总与试验观测结果大相径庭，导致非保守估计。加之较难获取短裂纹试验数据，使得多轴疲劳短裂纹扩展模型的研究进展缓慢。因此深入了解小裂纹扩展特性，基于小裂纹发展出多轴全寿命预测模型具有着重要的理论研究与工程应用价值。　　本论文对7075-T651铝合金在多轴加载下的疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了深入研究。基于断裂力学理论，建立了多轴等效J积分短裂纹扩展模型，对单轴、多轴比例和非比例加载下的疲劳寿命预测方法进行了研究。　　首先对7075-T651铝合金光滑薄壁管件进行了多轴比例、非比例加载试验。通过复型法观察裂纹萌生位置并追踪短裂纹扩展过程，分析了裂纹扩展中出现的减速现象。同时观察发现，对于光滑件，微裂纹萌生与短裂纹扩展阶段主要发生在最大剪平面上，因此在临界面的基础上研究多轴短裂纹的扩展行为对于准确预测疲劳寿命有重要物理意义。　　其次在临界面法的基础上，采用断裂力学方法描述了多轴短裂纹扩展行为。以最大剪应力幅和较大法向应力所在平面为临界面，以临界面上的正应力范围、剪应力范围以及临界面上的等效应力为损伤参量，提出了一个多轴等效J积分模型该模型根据Newman裂纹闭合模型考虑裂纹的闭合。基于S-N曲线，用裂纹扩展准则进行反向积分来计算裂纹扩展初始尺寸，将所有微观组织的影响都整合到初始裂纹尺寸上。采用所提出模型对7075-T651铝合金和SAE1045的单轴、多轴比例和非比例加载情况进行寿命预测，得到了较为满意的结果。　　最后，基于扩展有限元理论，对薄壁管进行了循环加载下的裂纹扩展模拟。通过仿真和理论的对比，为裂纹扩展的理论研究提供了一定的指导。