焊接接头由于焊接残余应力导致应力集中现象产生,在工况下易发生疲劳破坏。现阶段主要采用试验方法进行结构疲劳性能评估,但对于试样的需求量较大,整体评估花费周期长。半经验法如名义应力法和热点应力法对焊接接头几何形状较为敏感,对于部分无法获得名义应力或应力集中于焊根位置的接头无法进行评估。针对上述评估方法存在的局限性,本文提出一种考虑残余应力的应变能密度法,通过将应变能密度作为控制参量对焊接接头进行疲劳评估,对不同焊接工艺的碳钢T型焊接接头疲劳性能的疲劳寿命进行评估验证该方法的准确性。本文通过对Q345NQR2耐候钢不同焊接工艺单侧T型焊接接头采用应变能密度法进行疲劳寿命评估,考虑焊接残余应力对焊接接头疲劳寿命的影响。结合力学与疲劳试验对焊接接头相关性能进行分析研究,通过有限元方法获得两种焊接接头应变能-寿命疲劳曲线。与名义应力法进行对比分析,验证考虑残余应力的应变能密度法的准确性,主要研究内容和成果如下:（1）基于应变能密度法,通过有限元分析法验证了T型焊接接头整体应变能密度对网格尺寸的不敏感性,基于子模型技术对焊接接头焊根处和焊趾处应变能密度进行提取,结果表明不同网格类型及整体网格尺寸对子模型应变能密度存在一定程度影响。通过对比二维模型与三维模型计算结果发现,两种模型结果几乎相同。（2）对碳钢T型接头进行微观组织观察,通过拉伸试验获得接头最大拉力平均值。在不同应力水平下进行疲劳试验,获得疲劳寿命数据。基于疲劳断裂接头微观形貌可以看出不同焊接接头裂纹扩展模式,从微观角度可以观察到两种焊接接头均从焊根处断裂。对比分析不同疲劳评估方法对碳钢T型焊接接头疲劳寿命评估曲线,应变能密度法与名义应力法对接头疲劳寿命评估趋势一致,验证应变能密度法可以对碳钢T型接头进行疲劳寿命评估。（3）建立焊接接头热分析模型,通过添加不同热源模型对不同焊接接头进行焊接模拟数值分析。基于有限元分析法对焊接接头残余应力进行计算分析,残余应力主要以纵向残余应力存在于焊接接头内部,应力主要集中于焊缝区。温度场结果表明随焊接热源移动,焊缝区域表面节点温度急剧上升后下降,上升速率高于下降。考虑残余应力下焊接接头采用应变能密度法进行疲劳寿命评估,较不考虑残余应力评估曲线相比具有更窄的散射带。将三种疲劳评估方式进行对比研究,在疲劳寿命处于10~5-10~6区间,考虑残余应力的应变能密度法更接近实际试验值。