镁合金是迄今已知最轻的金属结构材料，在先进轨道交通和航空航天领域的大规模应用将有助于轻量化和节能减排。镁合金结构件在服役过程中不可避免地承受循环载荷而发生疲劳失效。基于安全性及可靠性要求，镁合金疲劳行为的相关研究至关重要。利用模型进行数值模拟是定量研究镁合金疲劳变形行为的有效手段。然而强织构镁合金的低周疲劳主要由孪晶-退孪晶交替主导，对传统的本构模型提出了很大的挑战。因此，在先前的模拟工作中往往难以同时准确预测镁合金低周疲劳行为的力学响应和变形机制。本研究采用考虑孪生与退孪生行为的弹粘塑性自洽（EVPSC-TDT）模型模拟了AZ31镁合金沿RD方向应变幅值为±2%条件下的低周疲劳行为，通过对比实验测得的应力-应变曲线、峰值应力和孪生体积分数等验证模型的有效性。此外，首次预测了镁合金全周期疲劳过程中晶格应变演化，并结合中子衍射实验结果，揭示了镁合金循环变形中的孪生-退孪生行为及循环硬化机理。