大型机械设备的裂纹扩展过程的高效准确模拟一直是计算力学研究的热点。近场动力学方法在模拟裂纹扩展方面取得了很大应用,但是也暴露出计算效率低下的问题,而有限元方法在模拟裂纹扩展方面存在连续理论与不连续问题之间的矛盾。本文将两者结合起来,建立了一种混合模型,在起重机主梁裂纹损伤区域采用近场动力学方法计算,其他区域采用有限元方法计算,通过在两者交界处设置界面单元,采用位移协调方法将两种子区域连接起来。将混合模型运用到模拟起重机主梁裂纹扩展问题上,并通过有限元Ansys软件和试验验证了本文模型和算法的准确性。首先对近场动力学以及有限元方法基本理论知识进行了介绍,包括基本理论和数值计算方法。结合近场动力学和有限元两者的数值方法,针对起重机主梁的材料特性,建立了起重机主梁的混合模型,详细介绍了建模过程。通过Matlab软件编写了分析程序,对建立的混合模型进行了数值实现,通过简单的算例初步证明了模型的有效性。同其他文献中的混合建模方法进行了对比,证明了本文中混合建模方法的优越性。之后,运用近场动力学以及有限元方法对含有初始裂纹的起重机主梁模型进行裂纹扩展模拟。对比分析了本文建模方法与其他建模方法,说明了本文建模方法的优势。在有限元软件Ansys中进行算法设计,得到了一套能够进行自动模拟裂纹扩展的分析程序,并应用程序对起重机主梁模型进行裂纹扩展的模拟,得到有限元分析结果。运用传统有限元软件Ansys模拟的结果和混合模型的模拟结果作了对比分析,验证了混合模型在模拟裂纹扩展方面的准确性。最后,运用制作的试验样件进行三点弯曲试验,对试验样件在三点弯曲作用下的变形和裂纹萌生扩展等力学行为进行了试验研究,将结果与近场动力学和有限元混合模型模拟结果作对比,进一步验证了混合模型的准确性。