焊接结构被广泛的应用于工业生产中,由于焊接过程的局部不均匀加热特性,实际的焊缝焊趾几何一般不具有数学上的理想性,焊趾在焊缝截面和焊缝长度方向均有明显的应力集中效应,体现为循环载荷作用下疲劳裂纹常常萌生于焊趾区域,从而导致焊接结构疲劳失效。疲劳裂纹萌生主要取决于焊趾局部应力集中程度,而焊趾形貌直接影响焊趾局部的应力应变状态。为此,本文以焊接接头为研究对象,开展考虑焊趾形貌对焊趾局部力学行为(此处主要考虑应力应变行为)影响的试验研究和数值仿真分析。主要研究工作如下:(1)基于焊趾应力集中系数(Stress Concentration Factor,SCF)的理论求解公式,借助超景深三维显微系统进行焊缝几何参数的测量和统计分析,并以焊趾应力集中系数为参量,研究了焊缝几何参数对焊趾应力集中程度的影响。(2)以角焊缝焊接接头为研究对象,考虑拉伸与三点弯曲两种载荷类型,开展基于光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)应变传感器的焊趾局部循环应变的动态实测试验,获取试件疲劳演变过程中焊趾局部的应变时间历程,探讨疲劳失效过程的应变响应,分析焊趾形貌对焊趾局部应力应变状态的影响,并进一步比较两种载荷类型下焊趾局部应力应变的的差异性。(3)以角焊缝焊接接头为研究对象,考虑到试验研究方法的局限性,采用数值仿真分析方法,建立若干具有不同焊缝几何参数的焊缝截面二维模型进行数值仿真计算,探究焊趾形貌对焊趾局部应力应变行为的影响,进而基于Manson-Coffin模型预测了焊趾裂纹的疲劳寿命。本文研究证实了焊趾形貌对焊趾局部应力应变状态的影响,对焊接结构焊缝形貌的测试、焊趾局部应力应变的测试分析和焊趾裂纹疲劳寿命的计算有一定指导意义,可用于工程测试分析中。