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工程机械的作业环境复杂，其金属结构承受复杂的交变载荷，在全寿命周期内容易发生疲劳损伤，表面裂纹的萌生。这时，含表面疲劳裂纹的损伤结构成为单个工程机械整体中最薄弱的环节。采用再制造技术对含有表面疲劳裂纹的工程机械损伤结构进行修复成为一种提高单个工程机械整体可靠性和工作寿命的关键手段。本文提出基于作为工程机械主要组成材料的Q235普通碳素结构钢建立损伤结构模型，并将该模型作为研究对象之一，采用再制造复合材料胶粘技术对其进行修复。 首先建立损伤结构-胶粘剂-复合材料补片三者为一体的再制造修复结构，分别以再制造胶粘修复前后损伤结构的表面裂纹和再制造修复结构中存在的胶粘界面作为研究对象，运用理论计算和有限元分析相结合的方法，对再制造修复结构进行修复效果评价和可靠性分析。主要研究内容及结论如下: (1)基于断裂力学理论，研究工程机械损伤结构其表面裂纹尖端断裂力学参量的经典理论求解、有限单元法求解和经验公式求解方法;建立含中心表面裂纹的金属损伤结构计算模型，采用位移外推法对裂纹尖端附近进行奇异单元网格划分并求解应力强度因子K，以表征表面裂纹的扩展趋势。 (2)通过有限元法进行奇异单元的参数定义研究，分别定义裂纹尖端环状单元层数NContour、裂纹尖端环状单元分段数NCircumferential、裂纹尖端环状区域半径/裂纹深度RContour/b、裂纹尖端椭圆半圆周的分段数NDivision为变量，讨论单个变量对于应力强度因子K求解的影响，解得一组最优的单元参数定义区间以保证计算的精确性和高效性;借助MATLAB求解Newman-Raju经验公式的计算结果，将它和有限元法计算结果作误差分析，求得最大偏差为2.7％。因此，参数设置可靠。 (3)针对未修复的损伤结构，研究其表面裂纹形态（裂纹长深比2a/b和裂纹长度2a）对应力强度因子K的影响;随后建立含表面裂纹损伤结构-胶粘剂-复合材料补片三者为一体的再制造修复结构，提出应力强度因子下降率R的概念，讨论当复合材料补片种类、补片几何参数（长度、宽度、厚度）、胶粘剂层参数（剪切模量、厚度）分别作为变量时R的取值，量化评价它们对表面裂纹修复的作用，并得到最佳的参数取值区间。 (4)探究再制造修复结构胶粘界面的载荷传递行为。利用有限元法求解胶层沿其厚度方向的等效应力分布;将损伤结构-胶层界面中沿两端均布载荷方向的胶层长度作为等效应力取值路径，讨论补片材料、补片厚度、胶层剪切模量和胶层厚度分别作为变量时胶层载荷传递即等效应力分布的影响;重点关注这些变量对胶粘界面中心以及端部的等效应力影响规律，确定胶粘界面的失效风险;最后给出胶粘界面载荷传递的改善措施。