铝合金因其密度小、比强度高、成形性良好以及耐腐蚀性优良等优点,在航天、交通运输等领域广泛使用,其在这些领域服役时通常承受交变载荷导致疲劳断裂等问题经常发生。传统疲劳试验耗时长等缺点为研究材料的疲劳性能带来了很大不便,由于疲劳过程中材料会产生能量耗散例如声能、热能耗散等现象,本文基于红外热像技术和声发射技术对铝合金静载拉伸以及疲劳变形中宏观声、热能量演变进行实时监测,并根据对应能量值快速进行断裂评定。利用红外热像仪和声发射仪监测6061铝合金静载拉伸及拉-拉循环载荷下表面温度和声发射信号变化规律。基于变形曲线与Abaqus软件结合,模拟疲劳过程中温度变化,进而分析其能量演变机制。并结合不同循环次数下微观组织EBSD分析建立宏观能量表征与微观组织变化的对应联系,最后通过棘轮应变稳定差值和红外热像法快速评定疲劳极限,结果如下:6061铝合金静态拉伸温度变化曲线可以明显地分为4个阶段:Ⅰ-线性下降阶段;Ⅱ-升高阶段;Ⅲ-急剧升高阶段;Ⅳ-下降阶段,分别由热弹性效应,塑性变形,裂纹产生和热传导导致。塑性变形及加工硬化阶段声发射幅值、能量、振铃计数都出现峰值,对应频率180 Hz的连续型波形,裂纹萌生时产生频率为150 Hz的突发型波形,断裂时参数值突增,产生对应频率为50 Hz的连续型波形。拉-拉疲劳载荷下,棘轮应变差值曲线可以分为3个阶段:Ⅰ-初始快速上升阶段;Ⅱ-稳定阶段,Ⅲ-急剧上升阶段。当循环载荷高于疲劳极限时,温度演变曲线分为5个阶段:Ⅰ-初始上升阶段;Ⅱ-下降阶段;Ⅲ-基本稳定阶段;Ⅳ-急剧上升阶段;Ⅴ-降低阶段。有限元模拟温度变化结果与红外测温结果吻合良好。声发射信号累计能量值以及撞击数上升速率在第Ⅰ阶段较大,第Ⅱ阶段变缓,断裂阶段突增,对应阶段的波形类型和频率与拉伸时相同铝合金疲劳断裂过程中伴随微观组织的演变,疲劳第Ⅰ阶段滑移系启动,晶粒尺寸、施密特因子等相对母材来说轻微减小,几何必须位错密度增加,温度以及撞击数、累计能量值迅速升高,随着循环次数的增加,疲劳第Ⅱ阶段加工硬化程度达到最大,应变相对稳定,微观组织基本保持不变,温度也保持稳定,撞击数、累计能量值上升速率变缓,断裂试样的裂纹尖端相对远离裂纹处晶粒尺寸减小,几何必须位错密度上升,温度急剧升高,撞击数、累计能量值上升速率突增。基于循环载荷下的能量演变,本文总结出基于载荷状态的能量曲线法,即“三线法”,快速对循环载荷下的试样进行断裂评定,结果与S-N曲线法结果一致,说明其快捷可靠性。