随着现代机械设备的大型化、快速化、精密化，疲劳破坏现象在工程实际中越来越普遍。疲劳问题的研究是以试验研究为基础的，试验时间漫长、试验成本高昂，是制约疲劳问题研究的一个重要因素。随着计算机的不断发展，疲劳问题的数值模拟愈发受到重视。本文采用Abaqus软件，把45＃钢的疲劳寿命测定试验过程分为晶体学尺度的裂纹萌生和宏观尺度的裂纹扩展两个阶段分别进行模拟。以往的学者通常采用规则正六边形或四边形的形状来模拟微观晶粒，但是不能够准确反映出微观晶粒内部变形的不均匀性。本文用一定区域的Voronoi图来建立二维晶粒模型，然后结合晶体学的知识对每个晶粒赋予不同的晶粒取向，依据材料学知识定义滑移带，即潜在的裂纹萌生的地方。根据Tanaka-Mura模型，只要知道了滑移带上的加卸载平均剪应力之差以及滑移带的长度，就可以推算出每一条滑移带形成裂纹所需的循环周次，周次最短的就是最先形成裂纹的位置。所形成的裂纹引入模型之后，将导致应力的重新分布。对上述步骤重复计算，直到生成的裂纹贯穿整个模型，即认为完成了微观裂纹萌生过程的数值模拟。宏观裂纹的扩展，采用经典的Paris模型。其关键问题在于应力强度因子的计算。本文应用Abaqus软件，采用扩展有限元法计算应力强度因子。扩展有限元法基于单位分解法，在连续位移场加入了特殊函数对裂纹问题进行求解，其最大优点在于网格边界不必与裂纹重合，从而使网格划分更加简单、方便。本文采用宏微观结合的方法来模拟45＃钢疲劳寿命测定的试验过程，既得出疲劳寿命值，又能够清晰的展现裂纹萌生以及扩展的过程；数值模拟计算的结果显示，裂纹萌生寿命约为100万次，扩展寿命约为12万次；裂纹萌生寿命占总寿命的89%，符合试验研究结果。表明了此种数值模拟方法的可行性和准确性。