在实际工程中,结构受到的随机载荷往往呈现比较明显的非平稳和非高斯特征,尤其是在恶劣工况或变工况条件下。采用平稳高斯假设进行结构振动疲劳寿命估计往往会得到较大偏差,给装备服役或使用阶段带来巨大的安全隐患。本文运用仿真和试验相结合的手段,针对非平稳非高斯随机载荷作用下的结构振动疲劳问题进行了较为系统的研究。主要研究工作如下:1.非平稳非高斯随机振动的表征与模拟研究首先,在平稳随机过程表征的基础上引入“运行测试”非参数统计检验方法,提出了针对均方根时变非平稳随机振动的量化表征方法。其次,利用贝塔分布随机数的幅值调制方法模拟生成非平稳非高斯随机过程。最后,通过数值仿真验证了模拟方法的有效性。2.非平稳非高斯随机振动响应仿真分析基于MATLAB软件仿真,对单自由度质量-弹簧-阻尼系统进行建模,结合激励信号特性和系统动力学特性,分别施加平稳高斯、平稳非高斯、非平稳非高斯三种不同的随机激励,深入研究了系统阻尼比、系统非线性、激励频率带宽、激励非平稳特性等因素对激励-响应间峭度传递的影响规律。结果表明:当激励为平稳非高斯、非平稳非高斯随机载荷时,若系统阻尼比较大,响应峭度主要受阻尼比大小影响;若系统阻尼比较小,则系统非线性、激励频率带宽、激励非平稳性都对响应峭度有显著的影响。3.非平稳非高斯随机振动疲劳试验研究首先利用有限元仿真和振动台扫频试验两种手段对试件进行固有频率分析测试;而后依据控制变量原则设计五组试验剖面开展振动疲劳试验。结果表明:第一,结构应力响应测试结果验证了上述非平稳非高斯随机激励-响应间的峭度传递规律;第二,振动疲劳寿命试验结果表明,提高随机激励的功率谱密度量值、减小非高斯激励的带宽、增大非高斯激励的非平稳程度对结构振动疲劳损伤均具有明显的加速效果;第三,振动疲劳寿命计算结果表明当应力响应具有非平稳和非高斯特征时,传统频域疲劳寿命估计方法已明显不能适用,带来很大的偏差。上述研究成果可以应用于结构抗疲劳设计、疲劳损伤分析与寿命评估等领域,为准确预测重大设备和工程结构在非平稳非高斯复杂随机动态载荷作用下的振动疲劳寿命提供支撑。