海洋工程结构长期处于风、浪、流联合作用的工作环境中,疲劳破坏成为其最显著的失效模式之一。目前各国船级社针对焊接结构的疲劳问题主要使用基于成熟的单轴疲劳分析理论。然而,海洋工程结构焊接区域多处于多轴应力状态,单轴疲劳评估理论只考虑单一应力分量,无法反映结构真实的受力状况。多轴疲劳评估理论考虑结构所处的多轴应力状态,描述更为准确,与单轴理论相比更加适用于海洋工程结构的疲劳评估。目前工程上主要使用频域方法处理海洋工程结构所受的随机载荷,但即便是在单轴情况下频域方法也会得到分散性的结果。时域方法能够真实反映结构在随机载荷作用下的响应,是校核频域方法的基准。因此建立适用于海洋工程结构的时域多轴评估方法,是多轴疲劳评估理论应用于工程实际的前提,对于推动疲劳评估理论发展,提高海洋工程结构安全性能具有重要意义。多轴疲劳评估理论在工程上的应用主要面临三个方面问题:应力分析方面,工程上常用的名义应力法、热点应力法和切口应力法均有一定局限性;疲劳准则方面,大多数疲劳准则能够适用于比例载荷和非比例载荷,然而对于随机载荷准确性不高,并且单轴情况下的计数方法不能简单推广到多轴情况,随机载荷作用下的疲劳分析方法有待进一步研究;时域疲劳分析方法尽管具有较好的准确性,但是计算成本较高,工程上设计阶段一般采用频域方法,以时域方法作为校核的基准,因此有必要将多轴情况下频域方法和时域方法进行对比,为工程应用提供参考。本文使用一种新的更加简便、精度更高的结构应力法作为应力分析方法,结合对于随机载荷作用下仍有较好结果的MWCM法,建立了多轴疲劳评估方法。针对传统计数方法中存在的问题,提出了一种修正的多轴疲劳计数法,将雨流计数法从单轴情况向多轴情况推广,提高了计数的准确性,适用于多种应力同时作用情况下的多轴疲劳分析。针对应力时域分布难以获取的问题,提出了一种新的多轴应力监测方法,通过在远离热点处布置传感器,实现了热点区域多轴应力监测,具有避免热点区域应力集中影响测量精度,降低传感器布置难度,可同时获取多种应力分量的优势,有利于多轴疲劳在实际工程中的推广。以某深海浮式储油装置为例,根据本文提出的时域方法计算了结构疲劳关键位置的疲劳损伤,并与频域方法进行了对比,分析了使用单轴方法和多轴方法在疲劳评估时的特点和规律。