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钛合金快速成型（TiAlRP）是近年来提出的最具独创性的工艺，开辟了钛合金成型研究新领域，并以其短周期、低成本、材料利用率高等突出优势受到航空领域的高度关注。TiAlRP材料具有退火强度高、极佳的淬透性、易于加工复杂结构零件等优势，适合制造各种高负载承力航空结构件。然而TiAlRP工艺下材料疲劳性能的研究还比较匮乏。由于TiAlRP构件在工作状态下需要承受不同应力比下的交变应力，失效形式主要为疲劳失效，因而研究应力比对TiAlRP试样疲劳特性影响十分重要。本文根据裂纹扩展速率与疲劳寿命的积分关系，以两种疲劳寿命数学模型为基础，对应力比(R)与疲劳寿命曲线(S-N)的关系进行了系统研究，提出了考虑应力比的疲劳寿命(R-S-N)数学模型。利用定量方程随机化方法，建立了不同可靠度(P)及置信度(g)下的(P-g-R-S-N)数学模型。在理论研究的基础上，本文以TiAlRP试样为研究对象，进行了3种应力比（132根试样）的疲劳试验，得出3个应力比的疲劳极限，应用“应力幅值寿命模型”及“三参数寿命模型”，得到6条S-N曲线。根据本文提出的修正公式，建立了适用TiAlRP材料的两种R-S-N数学模型，考虑可靠度及置信度的影响，拟合出两种数学模型的P-g-R-S-N，为了方便工程应用，给出了典型应力比下两种传统疲劳模型的寿命评定图。结果表明：（1）疲劳极限：应力比与疲劳极限为正比关系，应力比由0.06提高到0.5，疲劳极限提高20%。Goodman理论可以准确预测不同应力比下的疲劳极限，预测值低于试验真实值，其误差在6%以内。（2）疲劳寿命曲线：采用“应力幅值”和“三参数”疲劳寿命模型、根据大量实验数据得到的6条S-N曲线表明：应力幅值寿命模型可对中等疲劳寿命区进行准确预测，而三参数寿命模型更适合中长寿命区域的预测。（3）本文提出的两种R-S-N数学模型可准确预测任意应力比下的疲劳曲线。依据三个应力比实验数据得到的R-S-N模型，与在一定应力比下实际测定的疲劳寿命曲线对比，同等寿命下最大应力误差分别为7%及1%，可见理论修正模型具有较高的工程实用性。（4）利用定量方程随机化方法，考虑置信度、可靠度的影响，建立TiAlRP材料的P-g-R-S-N数学模型，给出了18个常用的数学方程及典型应力比下的寿命评定图，为工程技术人员的疲劳设计与寿命评估提供了应用方便。