我国汽车产量逐年增长并已居世界第一,发动机的可靠性是汽车技术水平的重要指标之一,对提高产品的竞争力有重要意义。目前在车用发动机技术领域,燃烧强化与结构轻量化是两大主流趋势,这对于发动机主承力结构的设计提出了挑战。本文以发动机机体为研究对象,采用疲劳仿真方法结合试验验证手段,重点针对机体疲劳关键部位研究了载荷和结构因素的影响,并结合分析案例实施了结构改进设计。论文的主要工作和结论如下：1.以495机体为例,采用S-N曲线法,进行某运行工况下的疲劳寿命仿真,获得了机体的疲劳关键部位,包括中隔板和上机体两个区域。2.以中隔板为重点考察部位,采用数值仿真方法对比分析了运行工况下与现有疲劳试验载荷加载方式下中隔板的疲劳寿命分布,说明了疲劳试验载荷加载方法的合理性；对比分析了集中载荷、分布载荷两种载荷形式对中隔板疲劳寿命的影响,结果表明,对于中隔板而言,两种载荷影响的差异可以忽略。3.在上述研究及参考国外机体疲劳试验设备的基础上,开发了机体疲劳试验系统,系统能够实现两种加载方式。4.进行了机体疲劳试验,并与机体疲劳仿真计算结果进行了对比,结果表明,在中隔板处,试验失效位置与仿真得到的疲劳薄弱位置基本一致。针对试验发现的主轴承螺栓孔断裂问题进行了螺纹联接结构疲劳仿真,获得了疲劳薄弱位置,且与试验结果一致。对比计算了螺纹联接局部结构改变对螺纹孔疲劳寿命的影响,结果表明螺纹啮合区末端对应的机体壁面加厚是提高疲劳寿命的有效方法,改进设计后的试验结果验证了分析结果。