镁合金因其低密度,高强度、高刚度和良好的回收性能,已经成为工程应用中最轻的结构金属材料,在交通运输和航空航天领域得到了广泛应用。因此,镁合金的疲劳性能引起了研究者的广泛关注,但到目前为止,对镁合金的疲劳研究大都集中在单轴加载,多轴加载下的研究还十分有限。由于处于工作状态下的镁合金零部件大多数要承受复杂的多轴比例与非比例循环载荷的交互作用,因此研究镁合金材料的多轴疲劳行为并进行寿命预测具有工程应用价值和实际意义。本文采用挤压镁合金进行了多轴加载下的疲劳实验,使用基于临界平面法的多轴疲劳模型的疲劳特性常数方程和三参量方程分别预测了各个加载路径下的疲劳寿命。根据挤压镁合金表现出的材料特性,提出了一个新的多轴疲劳损伤参量。详细的研究工作和成果如下：(1)采用挤压AZ31B镁合金薄壁圆筒试样,分别进行了应变控制下的单轴拉压、扭转、45°比例和90°非比例加载路径的疲劳实验。实验结果表明,在加载的等效应变幅值为0.3%-0.55%区间,所有加载路径下的应变-寿命曲线均出现了不连续的拐点。加载相同的等效应变幅时,疲劳寿命受加载路径的影响。比例加载路径在等效应变幅大于0.45%时疲劳寿命最高,拉压路径在等效应变幅小于0.45%时疲劳寿命最高,非比例加载路径的疲劳寿命总是最低。(2)将Fatemi-Socie模型和SWT模型的三参量方程和疲劳特性常数方程预测的7075-T651铝合金、16MnR钢和挤压AZ61A镁合金的疲劳寿命进行对比,验证了这三种材料使用三参量方程预测结果的准确度较高。(3)对比挤压AZ31B镁合金不同模型的三参量方程和疲劳特性常数方程寿命的预测精度,结果表明Fatemi-Socie模型和SWT模型的三参量方程在5个误差因子范围的预测精度较疲劳特性常数方程准确,在2个误差因子范围的预测精度相同；KBM模型的三参量方程和疲劳特性常数方程的预测精度在5个误差因子范围内相同,三参量方程的预测精度在2个误差因子范围较高。使用五种基于临界平面法的多轴疲劳模型对挤压AZ31B镁合金进行了寿命预测,Fatemi-Socie模型的预测结果95.2%在5个误差因子范围内；SWT模型的预测结果最不理想,69.0%在5个误差因子范围内,且预测结果60.0%偏于危险；修正SWT疲劳模型较SWT模型的预测精度有明显改善,预测结果在5个误差因子范围内的比例达到95.2%；KBM模型的预测结果全部在5个误差因子范围内,且88.2%在2个误差因子范围内,是预测精度最高的模型；Jiang模型的预测结果78.6%在5个误差因子范围内,且预测结果偏于安全。(4)采用五种疲劳模型对挤压AZ31B镁合金各加载路径的疲劳裂纹角度预测结果显不,Fatemi-Socie模型和KBM模型准确预测了扭转和非比例加载下的疲劳裂纹角度；SWT模型预测到了单轴拉压加载的疲劳裂纹角度；修正SWT模型预测扭转加载路径的疲劳裂纹角度与实验结果一致；Jiang模型能够准确预测单轴拉压、扭转和45°比例加载路径的裂纹预测角度。(5)针对挤压镁合金的疲劳特性,提出了一个新疲劳损伤参量。该损伤参量由剪应变和正应变参量构成,不含材料常数,方便于工程上的应用。使用新疲劳损伤参量对挤压AZ31B和AZ61A镁合金进行了多轴疲劳寿命预测,寿命预测结果较准确。