在日趋严峻的能源与环境问题的大背景下,超细晶铝合金作为一种轻量化材料快速地进入了航空、汽车、机械制造等各个领域;而细化晶粒作为实现材料强韧化的传统手段之一,已经在提升材料使役寿命方面展现出巨大的潜力。随着超细晶铝合金在一些工程实际领域例如螺栓、铆接接头、键槽联轴器以及轴承等中的广泛应用,由机械构件的接触表面间一种振幅极小的相对运动产生的微动疲劳失效将会极大地降低构件的服役寿命。因此,为了保障铝合金的服役安全,了解并掌握其微动疲劳力学行为及裂纹萌生特性就显得极为必要与迫切。本文采用宏观塑性理论和细观塑性理论与有限元法相结合的双尺度分析方法,基于微动疲劳实验试样结构特点,构建实体模型与等效模型两种不同的有限元模型,模拟分析面面接触微动疲劳工况下接触表面的位移变形、受力状态、接触状态,并采用临界面理论对微动疲劳裂纹萌生位置、萌生初始方向以及裂纹萌生寿命进行预测。本文主要研究工作及成果如下:1、为了高效准确地对微动疲劳现象进行数值模拟,利用Chaboche粘塑性理论与晶体塑性理论（多晶集合体子模型）相结合的双尺度分析方法,分别构建了两套微动疲劳几何模型,通过以超细晶铝合金循环加载实验数据为基础的本构参数识别,以及基于Ciavarella接触理论的网格精度控制,开发了能够较为准确地描述超细晶铝合金微动接触力学响应的有限元模型。2、基于Chaboche粘塑性理论数值模拟结果表明,在微动接触表面上x、y方向的应力与等效塑性应变随着法向载荷的增大而增大,其峰值均在接触边缘位置出现;接触区中出现粘着与滑移共存的混合状态是高法向载荷下微动磨损加剧的原因,且应力三轴度分析表明接触区域以及接触下沿大部分区域应力三轴度的数值接近0,这与疲劳断口观察到的被拉长的韧窝以及剪切撕裂形貌相契合。基于晶体塑性理论（多晶集合体子模型）的数值模拟结果表明,随着法向载荷的增加,表面晶粒的细观应变非均匀性更加严重,多晶体中累积剪切应变的分布呈现“圆环形貌”,主要由接触前缘的晶粒承受了塑性变形与应力集中效应;且在接触区与张开区之间的晶粒中出现应力状态的显著差异。广义施密特因子的最大值分布随法向载荷增大变得更加分散,这是导致表面晶粒变形与应力“两端分化”严重的原因之一。3、以临界面理论为依据探究超细晶铝合金面面接触微动疲劳中的裂纹萌生特性,宏观理论模型与细观理论模型的预测结果均表明:面面接触微动疲劳裂纹易于在接触前缘萌生,不同法向载荷下其裂纹萌生角度均在40°～50°之间;FIP寿命预测结果与实验测试结果相符,且在较高法向载荷下等效模型中FIP预测的裂纹萌生寿命更加保守。通过与实验结果的验证,表明本文基于临界面理论所进行的超细晶铝合金微动疲劳裂纹萌生预测具有一定的可靠性与合理性。