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对复杂的工程机械进行结构设计与疲劳寿命分析时,不仅要保证结构的强度及可靠性要求,还要着重研究结构由于承受随机的交变载荷而导致局部构件发生疲劳破坏的问题。由于恶劣的工作环境以及结构中存在着焊接缺陷,并且还承受着随机多轴载荷,疲劳失效很容易发生在复杂的工程机械中,比如推耙机。直接以整个工程结构体为对象来研究带有缺陷的结构疲劳问题将涉及复杂的模型和庞大的计算数据,使得研究工作难以开展,因此有必要将带有缺陷的局部结构体分离出来单独进行分析,而确定局部结构体的边界载荷是分析的关键。对于不规则和规则结构体,本文分别采用有限元和应力解析计算方程获得测试应变和结构体边界载荷之间的关系,以便反求得到局部结构体的外载荷。对于有限元方法,首先需要确定分析结构体的横截面,并且近似认为应变片的中心位置为相应的节点位置,因此,可以建立边界载荷与测试应力或应变之间的方程；对于具有规则截面的结构体,可采用有限元法来确定应变花数目。其次,需要对采集得到的应变数据进行数据处理转换,以得到测试点的最大正应力与最小应力数据,根据这些应力数据则可以确定结构体的载荷工况。本文以存在多条焊缝的推耙机H形架横梁为研究对象,首先基于测试数据确定横梁的近似等效边界载荷,其次在横梁的角焊缝水平外侧处设置初始裂纹来模拟焊接缺陷,并建立扩展有限元模型。最后依据一种降维的多轴疲劳损伤模型,对特征面上的多轴应力进行雨流计数来确定结构的多轴疲劳寿命。通过该方法计算得到的H形架使用寿命与工程实际情况接近,从而为结构设计及生产过程中的制造精度控制提供重要参考依据。文章对平面问题中常用的三节点三角形单元、四节点矩形单元及六节点三角形单元进行了误差分析,并对每种单元类型的优劣势作了对比,结合具体案例对实际问题中的节点等效问题、选择单元类型问题以及网格划分密度与计算成本关系问题给出了合理的建议。