发动机是整车的“心脏”，而机体是整个发动机的骨架和基础，发动机上的其余零部件都直接或间接地安装在机体上。机体在工作时承受极为复杂的载荷，其疲劳寿命在一定程度上决定了整个发动机的使用寿命，故对机体的疲劳寿命进行研究意义重大。本文以直列机和V型机两种类型的发动机机体为研究对象，对其疲劳寿命仿真进行了深入研究，得到了两种机体的关键部位及其应力状态、疲劳寿命及易疲劳失效的部位，给出了一种进行柴油机机体多轴疲劳寿命仿真的方法。本文首先论述了机体疲劳仿真和多轴疲劳理论发展的国内外研究现状，对疲劳的机理、分类、多轴应力状态的判定以及影响机体疲劳的因素进行了较详细的归纳分析。在研究临界平面法基本原理的基础上，探讨了六种常用的基于临界面法的多轴疲劳寿命预测模型，这六种寿命模型分别为正应变模型、剪应变模型、KBM模型、FS模型、SWT模型和WB模型；编制了六种寿命模型确定临界面的程序，能得到临界面的位置和相应临界面上损伤参量的数值；以薄壁圆管试件为研究对象，对其施加拉压-扭转复合载荷，探讨其在比例、45o非比例、90o非比例三种多轴应力状态下，六种多轴疲劳寿命预测模型对其寿命预测的影响；通过仿真结果和试验结果的对比得出：适用于多轴比例应力状态下的寿命预测模型为KBM模型，而WB模型适用于多轴非比例状态下的寿命预测。建立了直列型和V型两种机体组合结构的瞬态有限元分析模型，研究了网格大小和载荷步设置对机体应力结果的影响，得到了适宜于机体的网格大小和载荷步设置原则；对直列型和V型两种机体进行瞬态有限元分析，根据瞬态分析结果，确定了机体的关键部位（即危险部位），并对关键部位的应力状态进行多轴判定。结果表明：对直列型机体，其上表面螺栓孔附近、缸盖螺栓搭子处为多轴比例状态，横隔板处为多轴非比例应力状态；对V型机体，其上表面螺栓孔附近、缸体缸间通水孔附近、横隔板处等关键部位均为多轴非比例应力状态。将两种机体瞬态有限元仿真得到的应力应变数据，放入已编制好的相应多轴寿命预测模型程序中运算，得到临界面位置和相应的损伤参量数值，并结合相应的寿命模型计算出机体的多轴疲劳寿命，其中寿命预测模型中的疲劳强度系数s’f、疲劳强度指数b、材料多轴疲劳常数k等参数通过通用斜率法估算得到。对两种机体的疲劳仿真结果进行分析，结果显示：对于直列机，最易发生疲劳失效的部位是缸盖螺栓搭子处，其次是上表面螺栓孔附近，而横隔板相对不易发生疲劳失效；对于V型机，最易发生疲劳失效的部位是缸间通水孔附近，其次是上表面螺栓孔附近，横隔板相对不易发生疲劳失效。