伴随着现代飞机更高速度、更好机动性的需求,飞机面临的随机振动环境也越来越严峻。水平安定面作动器是控制飞机纵向稳定性的关键结构,长期处于随机振动载荷中会造成作动器结构部件上萌生疲劳裂纹,这将严重影响到飞机的飞行安全。本文应用随机振动和结构疲劳寿命基本理论,利用有限元仿真对作动器结构进行了随机振动疲劳分析,并与试验结果进行了比较。首先,本文从时域和频域两个方面阐述了估算振动疲劳寿命的方法,详细介绍了这些方法的思路和计算过程,重点研究了基于应力功率谱的频域方法。其次,建立了水平安定面作动器的有限元模型,分析了结构的静强度,确定了疲劳危险区域。在了解作动器结构的固有特性后,对危险区域进行频率响应分析,结合激励的功率谱获得了危险区域的应力功率谱。最后,基于时域法、Bendat幅值分布模型所表示的窄带法、Wirsching-Light公式以及Tunna公式所表示的窄带近似法、Dirlik幅值分布模型所表示的宽带法估算了危险区域的随机振动疲劳寿命。结果表明:有限元仿真预测的危险区域与试验中疲劳失效破坏的位置一致,上述方法预测的寿命和试验得到的寿命为同一量级,验证了这些方法在作动器随机振动疲劳寿命估算方面的有效性和可行性。在频域法中,窄带近似法预测的寿命更接近试验结果,而基于经典的Dirlik模型预测的寿命比窄带法还要短,说明Dirlik模型有其特定的适用范围,并不是完全适合所有的非窄带随机过程。本文通过一些振动疲劳分析方法研究了水平安定面作动器结构的随机振动疲劳问题,所做工作和所得的结论将会为改进结构设计和金属工艺等提供重要的参考依据。