高强度螺栓广泛应用在各种重要设备中,其失效会造成严重的后果。螺栓最主要的失效形式是疲劳断裂,所以研究高强度螺栓的疲劳问题,建立正确的高强度螺栓的疲劳预测方法,准确分析螺栓结构的应力应变分布,并提出较高疲劳强度的螺栓结构,具有重要意义。本文是利用有限元软件模拟螺栓结构来进行研究,主要工作包括三个方面。考虑高强度螺栓的螺牙根部常出现局部屈服的特点,选择基于弹塑性有限元分析的局部应力法来预测结构的疲劳寿命。设计了测定螺栓寿命的疲劳试验,通过试验结果和理论计算结果对比,验证了这种方法的可行性和准确性。利用通用有限元分析软件ABAQUS对螺栓结构进行有限元分析,考虑材料的弹塑性和接触非线性,分析螺栓结构的各部分的应力应变分布,并总结出各螺牙承载不均匀性的规律。研究螺栓和螺母的螺纹配合圈数,接触面的摩擦系数,螺纹根部过度圆角半径这几个因素对螺栓受力状态的影响。此外,对比了在有限元建模过程中,采用回转简化模型和采用螺旋模型的计算误差。在上述基础上,提出若干种螺栓结构疲劳强度优化的思路和方法,并利用有限元法进行建模验证。具体措施包括以下几个：(1)增大螺纹根部的圆角深度,增大根部的过渡圆角半径。(2)按一定规律改变螺母的螺距,有规律的切削螺母的受力螺纹面。(3)改变螺栓齿高,一定斜度斜切其螺牙,使接触的前几号螺牙齿高减小。(4)改变螺母牙侧角,在螺母的牙根处取一个段牙侧角为600的楔形斜面。(5)减小螺栓结构的刚度,达到减小螺栓承受的动载荷的幅度的目的。