由于镁合金优异的物理化学性能,在航空航天、汽车工业、机械等领域已经被广泛应用。随着汽车工业领域的不断发展,为满足汽车工业领域轻量化日益增长的需求,镁合金已成为汽车零部件在生产加工时的首选材料。镁合金板材在制造轻量化汽车用高性能镁合金零部件方面展示了巨大的优势。在实现轻量化的同时,也要关注整车使用过程中的安全性能,汽车零部件在服役过程中不可避免地会产生失效。因此,对于探究变形镁合金疲劳断裂机理是十分重要的。本文以不同晶粒尺寸热轧AZ31镁合金板材为对象,模拟汽车零部件实际服役条件,研究不同晶粒尺寸、不同织构强度板材在不同频率（f=3Hz和f=30 Hz）下的高周疲劳行为,探究其在高频载荷下断裂机理,为生产良好服役性能AZ31镁合金板材汽车零部件提供科学指导。热轧AZ31镁合金薄板平均晶粒尺寸约为8.9μm,薄板试样抗拉强度约为255 MPa,断裂延伸率达到约30%左右;热轧AZ31镁合金厚板平均晶粒尺寸约为27μm,抗拉强度约为230 MPa,断裂延伸率约为20%左右。经过退火处理后,平均晶粒尺寸由初始态的27μm降低至20.3μm,孪晶数量逐渐减小,断裂延伸率及抗拉强度提高,由20%提高至24.52%,抗拉强度由230 MPa提升至239 MPa,屈服强度有所降低。各个试样沿板面三个方向均无明显各向异性。镁合金薄板相比厚板表现出更优异的疲劳性能,这与其更加细小均匀的微观组织有关。经过退火处理的镁合金厚板与轧制态厚板相比高周疲劳寿命有所降低,这与其在退火过程中孪晶消失,织构弱化导致屈服强度的降低有关。实验结果表明,镁合金薄板试样在加载应力为90 MPa时,镁合金厚板及其退火态试样在加载应力为70 MPa时,疲劳实验循环次数超过10~6未发生断裂失效。随着循环应力的增加,试样内部{10-12}孪晶数量增加。AZ31镁合金高周疲劳无明显频率效应。随着循环应力的提高,裂纹源数量增加。相比较低频率,当加载频率为f=30 Hz时,裂纹源数量增加,加速了裂纹的扩展速度,辉纹间距增大。随着应力的增加扩展区面积逐渐减小,明显的疲劳辉纹在疲劳裂纹扩展区被观察到。最终瞬断区表面相对粗糙,主要存在韧窝、撕裂脊以及二次裂纹等形貌。