疲劳性能是材料非常重要的力学性能指标,也是进行结构可靠性设计及评估的基础。为了描述疲劳过程,人们提出了各种方法和理论,其中热像法作为一种无损检测方法,在科学和工程上都具有重要的应用价值。因此本论文在总结前人工作的基础上,针对疲劳试验费用昂贵、耗时长久的不足,从理论和试验两方面进行探究,旨在提出一种能够高效准确获得试件材料疲劳寿命的理论预测模型和试验验证方法。主要工作包括:（1）结合温度变化曲线分析了疲劳过程中各阶段能量耗散情况,针对当前研究存在的问题,提出了一种基于红外热像技术和能量耗散法的材料高周疲劳寿命预测的理论方法,该方法通过计算疲劳试验初始阶段温度演化的速率来预测试件的疲劳寿命。（2）推导得到了一个可以表示材料在疲劳过程中抵抗断裂能力的参数,其物理意义可简化为在理想的绝热条件下,材料经过高周疲劳断裂能够达到的最大温升。（3）介绍试验设备和材料以及试验相关过程,通过疲劳试验验证提出的方法模型,发现在高周疲劳条件下,45钢试件的表面温度随着应力幅的增加而增大,试件表面温度上升速率随载荷频率的增加而增大;试件的疲劳寿命只与每个循环周期内其耗散的机械能有关,而与试验加载频率没有必然关系;最后将预测模型与其他载荷作用下的获得的试验数据进行对比,发现疲劳寿命预测模型与试验数据比较契合,从而验证了该预测模型的正确性。（4）建立试件在疲劳过程中的热力耦合模型,求解得到试件在疲劳加载过程温度场和应力场的分布云图,可看到温度较高处,其应力值也较大,两者分布趋势相符,说明热外热像仪监测疲劳的可行性;并将温度云图与红外热像图比较,验证了仿真结果的可靠性,仿真出疲劳过程温度变化曲线,为进一步寿命预测提供数据支持。