对于航空航天,发动机和车辆等领域内的结构设计,由交变载荷引起的疲劳问题是设计人员关注的重点,相对成熟的解决方案多集中在对样机或服役中的结构某一危险点处的疲劳寿命进行预测。与此不同,结构集成抗疲劳设计要求设计人员在结构设计阶段即对结构的寿命分布进行计算,并以此为标准对结构进行优化,因此,研究结构集成抗疲劳设计方法对加快产品设计进程、降低开发成本具有重要意义。本文的研究重点是基于有限元的结构疲劳设计,以有限元理论和疲劳寿命计算方法为基础,以交互式软件的开发为载体,实现结构疲劳寿命分布的计算,并结合国内某工程机械有限公司的推耙机关键部件分析设计项目和国内某军工单位车辆仿真建模项目进行具体研究,其具体内容主要包括：首先构建有限元模块,在得到网格模型的所有节点信息和单元信息后通过计算单元刚度矩阵、组装整体刚度矩阵、添加边界条件、求解有限元方程等步骤实现结构分析的有限元模块,该模块可实现结构整体强度的校核。然后建立疲劳计算模块,主要包括单轴疲劳计算和多轴疲劳计算。针对这两种不同的疲劳问题,分别采用雨流载荷循环计数和Wang-Brown多轴载荷循环计数法对单通道和多通道载荷进行载荷循环计数。对于单轴疲劳问题,采用名义应力法求解单元的疲劳寿命,而对于多轴疲劳问题,采用一种基于降维思想的多轴疲劳损伤模型对单元疲劳寿命进行计算。最后再利用Miner线性损伤累积准则对单元各个载荷循环的疲劳损伤进行累积。最后,后处理模块可将计算结果以云图或文本的形式输出。在疲劳计算前需获得模型中各个单元的载荷历程,此处本文提出了一种基于有限元方程的可快速获得各个单元载荷分布的方法,可大大提高计算速度。通过坦克减速器齿轮寿命计算实例对本文开发的有限元分析和疲劳寿命计算一体化软件的操作过程进行了详细介绍,其分析结果表明该一体化软件可以获得结构的寿命分布情况,并据此确定危险寿命位置,为设计人员提供参考数据。