工程焊接结构失效乃至断裂的主要原因之一就是焊趾附近疲劳裂纹的萌生和扩展。而裂纹尖端的应力强度因子K是判断裂纹扩展和结构断裂的重要参数,因此准确描述对接接头焊趾附近裂纹尖端的应力强度因子,在研究焊接接头裂纹扩展速率中显得尤为重要。本文以对接接头为研究对象,探讨适用于双向应力场下裂纹尖端的应力强度因子计算方法,并通过疲劳裂纹扩展试验对该方法进行验证。结果表明,修正的应力强度因子计算公式更能准确预测疲劳裂纹扩展速率,为对接接头以及与其类似的工程结构的疲劳寿命评估提供参考。首先,通过现有的应力强度因子计算方法以及疲劳裂纹扩展理论,对不同应力组合形式下,焊缝附近的应力场进行分析,同时考虑焊接残余应力、压弯双向应力、焊趾应力集中等因素对应力强度因子的影响,提出了适用于双向压弯载荷作用下裂纹尖端的等效应力强度因子计算方法。并通过双轴疲劳试验数据对该方法进行适用性论证。结果表明,改进的等效应力强度因子计算方法能合理、有效的描述焊缝附近裂纹扩展速率。然后,对压弯复杂应力场下对接接头进行疲劳裂纹扩展规律的研究。通过裂纹扩展增量计算方法对裂纹扩展路径进行描绘发现:焊趾处的疲劳裂纹以椭圆或半椭圆形式扩展,但是不同的长宽比对裂纹扩展速率的影响程度不一样。在裂纹深度相同的情况下,随着裂纹长宽比的增加,裂纹尖端对应的应力强度因子幅值会逐渐下降。对接接头受纵向压应力和弯曲应力共同作用时,比单独受弯曲应力作用,其裂纹扩展速率会变慢;而垂向压应力和弯曲应力共同作用时,其中的垂向压应力会加速裂纹扩展,在裂纹扩展分析时不可忽略。最后将该双向压弯载荷作用下裂纹尖端的等效应力强度因子计算方法应用于工程实际结构——耐压壳体锥柱结合壳当中。通过统计方法和工程方法确定焊接结构中的焊接缺陷尺寸,并将耐压壳体焊缝附近的缺陷视为初始裂纹,对锥柱结合壳处进行疲劳裂纹扩展寿命计算。结果表明,在初始缺陷尺寸选取合适的情况下,该方法就可以对锥柱结合壳处的疲劳裂纹扩展寿命进行有效的预测。