在机械产品设计中,充分了解金属材料的特性,对提高产品结构性能,实现设计优化尤为重要。疲劳断裂是机械系统及其零部件的主要失效形式,因此材料的疲劳性能与断裂性能数据是产品强度及寿命设计的一个十分重要的依据。本论文研究金属材料高周疲劳试验数据的统计处理方法和金属疲劳裂纹扩展速率(断裂力学)试验数据的统计处理方法。针对金属材料的疲劳极限,本文首先介绍了传统升降试验法数据的统计处理方法,即D-M法。同时,利用秩分布理论改善了处理传统升降试验法数据的统计处理方法,提出了基于秩分布—三参数威布尔分布、秩分布—正态分布、秩分布—对数正态分布统计处理升降实验法数据的方法。同时,给出了求解给定置信度与可靠度下的疲劳极限值的估计方法。针对高周疲劳区的S-N曲线,本文研究了成组实验法数据的统计处理方法。并就S-N曲线服从两参数幂函数和三参数幂函数时,分别给出了基于(新)单侧容限系数法求解C-P-S-N曲线的方法；考虑疲劳极限初值问题,本文提出了基于三参数威布尔分布—秩分布求解S-N曲线和C-P-S-N的方法。考虑试验成本问题,通常只能获取小样本数据,为此,本文还研究了基于样本信息聚集原理处理S-N曲线或P-S-N曲线的方法。针对疲劳裂纹扩展速率问题,本文给出了相应的裂纹扩展速率da/dN-AK曲线的求解方法,并基于单侧容限系数法给出了求解C-P-da/dN-△K曲线的方法。同时,还给出了几种非标准试样的应力强度因子范围△K的表达公式。考虑到以上试验数据的数学统计处理过程异常繁琐,本文利用VC++编写了相应的软件,分别为“金属材料高周疲劳-疲劳极限及S-N曲线统计处理软件”和“金属材料裂纹扩展速率计算软件”,共两套应用软件。