螺杆挤出机在工程塑料的改进、造粒、预混等生产过程中大量使用。螺杆传送轴作为其核心部件,由于几何结构的不连续性,在螺杆轴齿根处往往形成较大的应力集中。伴随着制造工艺、材料腐蚀和管理不善等一系列的问题,螺杆轴经常发生破坏断裂。因此,对破断螺杆轴的失效分析及数值模拟对设备的安全运行有着极其重要的意义。本文以工程实际中螺杆挤出机的螺杆传送轴断裂失效事故为背景,对螺杆传送轴断口进行宏微观形貌分析、断裂面的金相检验及断裂面的能谱分析。综合分析得到螺杆传送轴的失效断裂原因并提出相应预防措施。本文对螺杆轴的断裂进行数值模拟分析研究,运用有限元分析软件ANSYS建立符合实际尺寸的有限元模型,对完整螺杆轴进行应力分析,得到螺杆轴在工作状态下的位移矢量云图及应力应变云图,在齿根处存在较大的应力集中情况。为了进一步探讨实际含裂纹螺杆轴的受力情况及承载能力,根据断裂力学基本原理,对含裂纹的螺杆轴断裂模型进行应力分析,并计算得到裂纹尖端处应力强度因子。