高周波機械的衝撃（High-Frequency Mechanical Impact，HFMI）処理は，鋼構造物の溶接継手部に局所的に圧縮残留応力を導入し，疲労強度を向上する技術である．HFMI 処理を汎用的な技術として確立するためには応力振幅がランダムに変動する場合にも適用可能な疲労寿命予測法が必要である．本研究では，変動振幅波のうち，多段多重振幅荷重下の疲労試験を行い，応力振幅が変動する場合の疲労強度向上効果を明らかにした．また，有限要素解析により，HFMI 処理を施した継手が繰返し荷重を受けたときの処理部の局所的な挙動を明らかにし，圧縮残留応力の持続性の観点から考察を加えた．さらに，HFMI 処理により導入される圧縮残留応力を予測する方法に関する検討を行った．