现代连续铸钢技术是钢铁生产中的重要工艺环节,在学习和引进国外先进技术后,近年来我国的连续铸钢技术发展迅速。广东某炼钢厂从意大利引进的小方坯连铸机结晶器振动系统的偏心轴时有发生断裂事故,影响钢坯的生产,使炼钢厂造成较大的经济损失。研究偏心轴的失效机理,以保证连铸生产正常运行,具有重要的技术经济意义。本文以小方坯连铸机结晶器振动系统偏心轴为研究对象,主要研究工作如下：运用断口分析理论与技术,对偏心轴断口试样进行了断口形貌分析、能谱分析和微观组织结构分析,提出了偏心轴因疲劳裂纹扩展而引起断裂失效的观点；完成了小方坯连铸机结晶器振动装置的机构分析。运用矢量方程法推导了四连杆振动机构的运动约束方程组；应用牛顿-欧拉法获得了振动机构的动力学牛顿-欧拉方程组。在此基础上,求得了连杆的作用力,为偏心轴的受力分析和有限元分析做准备；建立了偏心轴的有限元模型,完成了偏心轴的静态和模态有限元分析,分析偏心轴在负载运行时的应力极限值与危险截面,研究了偏心轴所受载荷、振动频率及振型与其断裂失效的关系。分析了结晶器振动系统偏心轴失效的基本原因,根据对偏心轴进行的理论分析,从结构设计、材料选择、毛坯锻造、整体改性和表面改性等方面进行了偏心轴的改进设计,所制造的偏心轴使用寿命显著提高。本文的研究工作对于解决广东某炼钢厂小方坯连铸生产线振动系统偏心轴断裂失效的故障提供了理论依据,课题的研究解决了该炼钢厂偏心轴断裂失效的难题,具有重要的工程应用价值。