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本发明提供了一种基于卸载弹性应变能密度的疲劳寿命预测方法，属于金属材料疲劳寿命预测技术领域。该方法包括：获取给定的疲劳寿命实验参数，所述给定的疲劳寿命实验参数为应力、弹性应变和卸载弹性模量中的任意两个值；将所述给定的疲劳寿命实验参数代入事先建立好的待测金属材料的疲劳寿命预测模型，预测得到待测金属材料的疲劳寿命；所述事先建立好的待测金属材料的疲劳寿命预测模型为以下3种模型的任一种：和式中，Nf为循环次数，σe为弹性应变对应的应力，EU为卸载弹性模量，εe为弹性应变，Wa为疲劳能量系数，Wb为疲劳能量指数，Wa和Wb通过拟合得到。利用该方法既能预测高周疲劳实验寿命又能预测低周疲劳实验寿命，简单实用。