港机金属结构故障诊断是保障港口安全生产的一个重要研究课题，对大型港口机械而言，其金属结构的故障时有发生，严重地影响生产的安全，并造成重大的经济损失和社会影响。我们运用故障诊断技术对金属结构件的故障进行状态评估和寿命预测，并开发出软(硬件)件系统在实践中应用，并不断的研究、完善以符合实际。根据港机结构出现裂纹这一主要故障的现状，本文的主要工作就是以断裂力学理论为依托，通过实验，结合有限元技术、APDL、UIDL及VB程序开发等关键技术，对港口机械金属结构裂纹诊断的关键理论Paris公式及应用进行了研究、补充和完善，以更符合企业的实际生产需要。 本论文的主要内容包括： (1)论述了断裂力学的基本理论及其分支计算断裂力学发展趋势，对疲劳裂纹扩展寿命模型及其在港机金属结构裂纹寿命预测的应用进行阐述。 (2)针对港机金属结构故障诊断中的核心—Paris公式的应用，对通过无裂纹时建立有限元模型得到结构应力云图，从而获得分析裂纹扩展寿命所需应力参数的有效性进行了实验研究。 (3)通过有限元Ansys技术对该实验中的试件建立有限元模型，对结果进行对照：并利用Ansys计算裂纹试件的应力强度因子同经验公式进行了对照，验证了结果的有效性。 (4)通过Ansys二次开发技术对试件中的应力强度因子随裂纹长度增加而变化的数值进行求解并拟合成曲线，以了解裂纹扩展速度的变化率。在此基础上，为更精确、更方便的对结构裂纹进行诊断，提出了根据有限元模型，通过二次开发技术对任意部位的应力强度因子(幅值)及其曲线的求解来对裂纹扩展寿命，速度变化进行诊断的计算框架，对Paris公式的在金属结构裂纹诊断中的具体运用提供了新思路。 (5)通过VB改写、完善了原有的港机金属结构故障诊断系统，引入标准型钢数据库及非标准型钢几何特性的计算功能使用户使用更方便；对于无法得到应力云图而企业需要重点巡检的部位，通过其金属结构总图根据专家经验制成“现场实际应力测试指导图”集成到所开发的港机金属结构裂纹诊断系统，为Paris公式的应力值的选取部位提供方便；通过计算M1025门机，继续对金属结构应力云图进行丰富，扩充了诊断机型，也使得整个系统功能更全，使用更方便。