桅杆作为旋挖钻机支撑和受力的关键结构,对旋挖钻机整体服役寿命有着重要的影响。本文结合功率谱密度理论、疲劳寿命理论对桅杆结构进行振动疲劳寿命的研究,主要包括以下几个内容:首先研究桅杆结构在钻进、提钻两种典型工况下的受载情况。通过受力分析在workbench软件中建立了桅杆结构的有限元模型;对两种极限工况进行了静强度和静刚度校核。结果显示满足设计要求,并初步确定了桅杆结构容易发生疲劳破坏的危险位置。其次通过三个方面重点研究桅杆结构的动态特性。第一个方面是进行模态分析,研究桅杆结构的固有频率和模态振型,判断主要激振源不会导致桅杆产生共振现象。第二个方面是进行谐响应分析,研究桅杆在发动机激振力作用下的动态特性,通过对危险位置的频率响应分析,判断桅杆结构可以承受发动机作用在桅杆上的简谐载荷。第三个方面是进行随机振动分析,对危险位置进行加速度信号的试验采集,频域转换后以加速载荷谱作为激励,模拟桅杆结构在振动载荷作用下的动态响应。随后将得到的动态分析结果导入n Code疲劳仿真软件,运行求解出桅杆结构在振动载荷作用下的最小疲劳寿命值。最后将动态特性分析得到的响应信息结合功率谱密度理论,使用频域法计算出频域寿命预测模型中的各个参数,得到桅杆结构的振动疲劳寿命,与n Code仿真结果的对比证明了计算的准确性。随后针对试验采集响应信息过程中准备时间长、采样时间短的不足,提出可以使用白噪声谱近似替代结构的响应谱进行疲劳寿命分析。通过有限元仿真和使用Dirlik法理论计算相结合的方式,验证了该方法的可行性。在此基础上,进一步分析出不同带宽、不同频率白噪声对结构疲劳寿命的影响。