疲劳失效是工程结构件最主要的破坏形式之一。飞机上的零构件在服役过程中往往承受多轴载荷的作用,因此多轴疲劳理论研究对航空工业具有非常重要的意义。相对于单轴疲劳而言,多轴疲劳无论在力学分析方面、实验研究方面、乃至物理机制方面都更为复杂,目前仍是国际疲劳研究领域的热点和难点问题。本文对航空工业常用材料LY12CZ铝合金试样拉-扭复合加载的材料循环应力-应变关系和多轴疲劳损伤累积规律进行了研究。在应变控制条件下对LY12CZ铝合金薄壁圆管进行了拉-扭双轴加载试验。加载路径包括单轴拉压、扭转和90°非比例圆路径。结果表明,LY12CZ铝合金在单轴拉压、扭转和多轴非比例载荷下均表现出循环硬化的特征,且随加载等效应变幅的提高,循环硬化程度增大。在90°非比例圆路径加载条件下,还表现出程度较轻的附加强化现象。论文提出了一个描述材料非比例附加强化程度的参量:非比例附加强化度f。通过数据拟合得到了90°非比例加载下附加强化度f和疲劳寿命之间的关系式。应用五个常用的疲劳损伤累积模型分别对LY12CZ铝合金和304不锈钢在两阶段载荷下的疲劳寿命进行了预测,对其各自的适用范围进行了分析讨论。根据多轴疲劳损伤累积的规律,在Miner线性损伤累积律中引入非比例附加强化度f,得到一个多轴疲劳损伤模型,并进行了试验验证,预测结果与试验结果符合良好。