搅拌摩擦焊是一项高效、低耗、低成本、符合环保要求的固相连接的摩擦焊技术，非常适于焊接同质或异质的铝及铝合金，已被广泛应用于航空、航天、汽车、造船和高速铁路列车等制造领域。系统深入研究铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳性能，影响接头疲劳失效的宏微观因素，对指导工程实践具有重要意义。本文采用试验与理论计算相结合的方法，研究铝铜合金搅拌摩擦焊接头的疲劳性能。主要研究内容有以下几个方面:　　首先，分析不同焊接参数接头的疲劳性能薄弱位置。发现第一批接头疲劳薄弱位置在热影响区，第二批接头的疲劳薄弱位置在热机影响区与焊核区交界处及附近区域;为研究接头不同位置疲劳性能薄弱原因，先对两种接头进行硬度测试，发现两种接头的疲劳失效易发生在硬度值较低且硬度梯度较大的位置。　　为分析接头疲劳失效的影响因素，对搅拌摩擦焊接头进行微观观察。焊核区的晶粒细小，大角度晶界含量最高，其沉淀强化作用远小于母材。热机影响区晶粒粗大，小角度晶界含量最高，沉淀强化作用也低于母材。接头各区裂纹扩展沿材料较软的晶粒扩展，且易在三晶界交叉口处发生偏转。焊核区和热影响区裂纹倾向于沿晶扩展，也有部分穿晶扩展。　　基于显微硬度运用线性和非线性拟合方法得到铝合金焊接接头静态力学性能参数估算公式。通过微拉伸试验测试搅拌摩擦焊接头不同位置的力学性能，一方面得出接头静态力学性能薄弱的位置并不一定是接头疲劳失效位置，另一方面用微拉伸试验测得的静态力学性能数据来验证估算公式的准确性，结果表明，多数估算值误差不超过15％，部分估算值与试验值吻合较好。　　为进一步定量分析搅拌摩擦焊接头的疲劳性能，建立搅拌摩擦焊接头疲劳模拟有限元模型。发现本文建立的连续接头模型不仅可以对接头的疲劳性能做定性分析，还能够消除分区接头模型中由于材料属性突变引起的应力集中现象，模拟得到的疲劳薄弱位置与疲劳试验结果更接近。基于连续接头模型预测得到的疲劳寿命与试验寿命更接近。运用本文中的连续接头模型对断口未观察到微孔洞的第一批接头进行寿命预测，误差在两倍因子之内;但对于含微孔洞的第二批接头，一部分误差在两倍因子之内，这与所建接头模型未考虑接头的微观组织结构和微孔洞分布有关。