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通过实车试验，获得自行火炮扭力轴的随机载荷谱。采用材料的分段折线式循环应力、应变幅曲线，将改进的二阶矩法与Neuber法结合，提出计算扭力轴应力集中处局部应力、应变随机性的方法。根据随机性分析结果，获得由材料和载荷随机性引起的扭力轴局部应力、应变的概率密度函数，通过二重积分得到联合概率密度函数。结果表明，扭力轴同时具有高周和低周疲劳现象。结合工程实际提出计算不同工况下两种疲劳模式概率的方法，通过进一步研究可以得到自行火炮扭力轴的疲劳可靠性。研究方法对于工程机械装备疲劳可靠性分析和评估具有参考价值。