深潜器是人类走向深海、勘探深海以及开发利用深海资源的重要运载工具。耐压壳体是载人深潜器结构的关键组成部分,它的综合性能直接影响了深潜器结构作业的安全性和可靠性。由于深潜器在服役期间经常性地上浮和下潜,耐压壳结构需承受着深海超高静水压力的交变循环作用;同时由于耐压壳体是复杂焊接结构,受焊接工艺条件的影响,焊趾位置不可避免地存在焊接缺陷以及焊接残余应力。结构焊趾处由于应力集中容易萌生疲劳裂纹,在循环载荷作用下裂纹发生扩展进而引起结构破坏,因此耐压壳结构的低周疲劳问题不容忽视。由于传统的低周疲劳分析方法存在预测精度差或者无法统一考虑裂纹萌生与裂纹扩展全过程等不足,本文将基于连续损伤力学理论建立适用于深潜器耐压壳结构疲劳全寿命预测的低周疲劳分析方法。针对钛合金耐压壳体在深海高压环境下的受力特点,该方法考虑了压应力状态下的裂纹闭合效应,并且能够预测结构的裂纹萌生与扩展寿命。首先,采用各向同性硬化模型和非线性随动硬化模型组成的混合硬化模型,模拟钛合金材料在低周疲劳下的循环应力-应变行为;然后,基于连续损伤力学理论和热力学第二定律,建立考虑裂纹闭合效应的Lemaitre疲劳损伤累积模型;为了获得模型所需的材料参数以及研究钛合金材料的低周疲劳特性,本文开展了Ti80合金材料的室温拉伸试验以及低周疲劳性能试验,通过试验观察,可以发现钛合金材料峰值应力与谷值应力均随着循环次数的增加而减小,揭示了钛合金材料具有循环软化特性,且峰值应力与谷值应力的下降程度不同,表明了钛合金材料在受拉应力状态与受压应力状态下的损伤不同;接着,结合ABAQUS有限元软件的二次开发,建立基于损伤力学理论的Ti80合金材料低周疲劳裂纹全寿命预测方法;进一步,本文开展了缺口CT试件的疲劳裂纹萌生与扩展试验,并将数值模拟结果与试验值进行对比,初步验证了该数值方法的正确性;通过本文的数值模拟方法,研究了缺口CT试件在拉-拉循环载荷与压-压循环载荷下的疲劳裂纹扩展特性,结果显示压缩循环载荷作用下缺口CT试件的疲劳裂纹扩展速率远小于拉伸循环载荷。最后,本文以载人深潜器单球形耐压壳结构为例,建立耐压壳体的低周疲劳全寿命预测分析方法,为进一步准确评估钛合金耐压壳结构的低周疲劳寿命提供理论基础和技术支持。