工程结构和机械设备中许多构件在循环载荷的作用下会产生疲劳而导致构件断裂，所以，构件在循环载荷作用下的破坏问题是工程中非常关心的问题。构件在循环载荷的作用下将耗损一定的塑性应变能，当塑性应变能累积到一定程度后构件将发生破坏。因此本文基于材料的破坏的塑性应变能理论对结构的疲劳寿命预测开展了研究。　　首先，对韧性金属硬化材料的非线性应力应变关系，文中采用了两种应力应变公式进行描述，分别是经典Ramberg-Osgood本构关系和修正的Ramberg-Osgood本构关系。根据这两种本构关系，分别以应力和应变为变量积分，推导出在单轴拉伸情况下关键点所累积的塑性应变能密度的计算公式。并对几种材料进行数值计算，计算结果表明修正的Ramberg-Osgood应力应变公式对材料应力应变关系的拟合精度更高。　　其次，在单轴拉伸Ramberg-Osgood本构关系和修正的Ramberg-Osgood本构关系的基础上，推导出了非线性金属材料在循环载荷作用下的循环应力应变关系及滞后环曲线方程。针对不同的应力比，根据这两种循环应力应变关系，分别以应力和应变为积分变量给出了循环塑性应变能密度的计算公式，并用几种典型的非线性金属材料进行数值计算对比。其结果表明，修正循环应力应变关系比经典循环应力应变关系的计算结果更准确。　　再次，基于塑性应变能理论给出疲劳裂纹萌生寿命及疲劳裂纹扩展寿命的预测公式，并用LY12和LC9两种材料进行了数值计算。与Basquin寿命预测公式对比结果证明文中推导的寿命预测公式的合理性。　　最后，对两种材料铝合金LC9及球墨铸铁QT700-2进行了单轴拉伸实验和疲劳实验，结合第二章、第三章、第四章的相关结论对实验结果进行了处理和分析，验证了修正的Ramberg-Osgood应力应变关系对单轴拉伸情况和疲劳情况下的应力应变关系的拟合精度高，并验证了本文提出的寿命预测公式有一定的可行性。