摩擦型高强螺栓连接被广泛应用于土木工程中,结构长期承受循环外荷载时,需要考虑疲劳作用对结构的影响。摩擦型高强螺栓连接结构的疲劳破坏往往归因于连接板的微动疲劳破坏,与普通疲劳不同,微动疲劳承受循环荷载和微动的共同作用,微动作用会减低构件的疲劳寿命。本文通过试验测得8组Q460C钢、10.9级摩擦型高强螺栓单面连接件的微动疲劳寿命及断口形貌。为了建立微动疲劳裂纹寿命模型,将总疲劳寿命分为裂纹扩展寿命和萌生寿命两部分,通过建立有限元模型,对高强钢连接件进行了疲劳分析,并考虑了接触面粗糙度对微动疲劳的影响,主要工作如下:(1)进行摩擦型高强螺栓单面搭接连接疲劳试验,得到疲劳寿命及断口形貌。通过分析电镜扫描得到的图片,可以判断其为微动疲劳破坏,并且得到了裂纹扩展的路径。(2)首先基于试件疲劳断口激光扫描试验数据对断裂面进行三维数值建模,将所得裂纹数值模型导入ABAQUS得到裂纹扩展有限元模型,采用Python编程实现了三维裂纹动态扩展疲劳寿命分析,最终得到微动裂纹扩展寿命和裂纹扩展路径。(3)扫描测定裂纹萌生区附近的接触面获得粗糙度参数R_a,基于疲劳试验总寿命和扩展寿命之差对裂纹萌生寿命R_a-N_i模型进行参数拟合,建立基于粗糙度参数Ra的裂纹萌生寿命模型。基于本文方法计算得到的疲劳寿命位于两倍误差分散带内,具有较好的精度。(4)为了考虑粗糙面对裂纹疲劳寿命的影响,建立二维粗糙面滑动摩擦微观模型,考虑滑动过程中材料的弹塑性变形、损伤失效及黏着产生的影响,运用ABAQUS分析接触面的受力情况,得到黏着效应和形变效应共同影响的摩擦系数,将此摩擦系数代入文中的裂纹扩展寿命模型和萌生寿命模型可以得到考虑粗糙面影响的裂纹扩展寿命和萌生寿命,结果发现,考虑粗糙面影响算出的总寿命比未考虑粗糙面影响算出的总寿命更加接近于试验总寿命。