2024铝合金有着良好的力学性能以及较好的疲劳强度,被大量应用于飞机的抗剪肋板,机翼蒙皮,腹板,发动机叶片等强度要求较高的金属构件上,在飞机制造业中占有极其重要的地方。由于工作条件恶劣,常常受到循环载荷的作用,疲劳破坏已经是2024铝合金等金属构件最主要的失效形式。为提高2024铝合金金属构件的疲劳寿命,工程技术人员常常通过喷丸表面技术处理在金属构件内部引入一定的残余压应力。但研究表明,喷丸残余压应力不稳定,会出现松弛,甚至在大载荷下发生反向松弛。如果不考虑残余压应力的不稳定性,会造成金属构件的预期寿命偏离实际,且无法较为准确的评估构件的疲劳状态,所以深入研究残余压应力的松弛效应以及开展基于残余应力评估构件疲劳状态的研究具有十分重大的意义。本文在分析国内外对残余压应力的松弛效应以及基于残余应力的疲劳寿命模型研究现状基础上,提出了基于残余应力的修正疲劳寿命模型,建立了基于残余应力的疲劳状态评估方法,主要研究工作如下:（1）研究了两类经典的基于残余应力的金属构件疲劳寿命模型,Kodama提出的对数线性模型和Omar提出的幂函数模型,以及基于物理模型的NLS（Nonlinear Least Squares）和BM（Bayesian Method）两类未知参数估计方法,结合理论分析,仿真分析和实验分析,提出了修正的Omar模型并证明了Kodama模型在残余压应力发生反向松弛依然适用高周期加载过程。（2）基于实测喷丸后残余应力的分布,采用ABAQUS软件建立拉伸疲劳仿真模型,改变载荷强度,循环次数,初始残余应力等因素分析残余应力在疲劳加载过程中的演变规律,获取残余应力发生常规松弛和反向松弛的演变规律和重分布规律。（3）利用喷丸2024铝合金标准金属拉伸试样,采用岛津电液伺服疲劳试验机,X射线残余应力检测仪等设备进行疲劳试验以及跟踪检测残余应力演变过程。根据全寿命疲劳试验和阶段性疲劳试验残余应力检测结果建立疲劳状态评估模型,用阶段性疲劳试验残余应力检测结果评估建立的疲劳寿命模型的精度。（4）考虑实验过程的影响因素,数据小样本、材料差异性等因素,本文将2024铝合金试验样件的总寿命进行概率化,结合不同初始残余应力下的疲劳寿命仿真分析和全寿命疲劳试验确定2024铝合金试验样件的寿命分布,在优化的物理模型基础上,实现小样本下的2024铝合金金属构件基于残余应力的疲劳状态评估。