疲劳失效是机械工程领域的主要失效形式，许多重大灾难性事故都是由疲劳失效引起的，这些事故不仅威胁到生命财产安全，同时造成了重大的经济损失。因此，对材料和结构件的疲劳失效进行研究具有重大的工程及现实意义。疲劳研究的目的有三点，一是定寿，即精确地预测结构的疲劳寿命；二是延寿，即通过改变结构等措施延长结构的使用寿命；三是优化疲劳试验，即简化疲劳试验或缩短疲劳试验周期。本文以某卸料车主轴为研究对象，针对疲劳研究目的中前两点进行了探讨。卸料车主轴是卸料车的重要部件，为了评价其使用安全性，本文以数值模拟为研究手段，分别就各工况下卸料车的应力应变场，轴的全疲劳寿命和含横向裂纹的疲劳裂纹扩展寿命进行了较全面系统的研究分析，为卸料车主轴完整性评价标准的建立奠定了一定的理论基础。本文主要进行了以下几方面的研究：（1）采用有限元方法计算分析算例的疲劳寿命和断裂力学参量K，并与理论解析值相比较，结果表明有限元方法确定结构的疲劳寿命和断裂力学参量是准确可靠的。从而为ANSYS分析卸料车主轴疲劳及疲劳裂纹扩展寿命奠定了方法基础。（2）对各工况下的应力应变场进行模拟分析，并对主轴中应力集中区域的力学性能进行了分析和研究，得出结构危险点，从而为进一步的疲劳分析提供依据。（3）对主轴的疲劳寿命进行研究，得出其从使用到断裂的总疲劳寿命，为工程应用提供了理论指导。并分析了几个因素对疲劳寿命的影响，得出各因素对疲劳寿命影响的大小，为结构的改进提供了理论指导。（4）在结构优化设计理论的基础上用ANSYS对其结构进行优化，得出了较好的优化结果。（5）模拟计算出卸料车主轴含表面横向裂纹的断裂力学参量，再在此基础上计算出了裂纹初始长度与裂纹扩展寿命的关系曲线，计算出了临界裂纹长度。结合卸料车主轴在工作过程中的实际寿命计算得到轴的初始裂纹尺寸。