对多轴向振动环境下结构振动疲劳失效行为进行了试验研究，提出了2种多轴随机振动疲劳试验试件疲劳失效的判定方法。通过激光测振仪和35670A动态信号分析仪对结构的1阶固有频率进行跟踪监测，通过动态应变测试系统对试件缺口部位的应变进行了实时监测。根据试验数据,分析了多轴向振动环境下疲劳裂纹扩展与固有频率变化和应变变化的关系，确定了2种疲劳失效的试验判定准则，并对2种判定方法的适用性进行了讨论。