针对某水电站圆筒阀提升杆在顶盖变形条件下的断裂问题，通过多尺度失效分析与数值建模揭示了其失效机理，并提出了结构优化策略。通过现场测量发现顶盖径向变形达0.818 mm/m

有限元模拟表明该变形导致提升杆在预压紧工况下承受峰值达124.26 MPa的交变弯曲应力。宏观失效分析显示，断裂模式为低周疲劳断裂，裂纹起源于轴向拉应力区并受径向晃动应力扩展；微观分析发现材料存在芯部网状铁素体(延伸率仅2.0%)与钛系夹杂物(ATiS1.5)

导致塑性显著劣化。提出三项优化措施，即结构设计采用R5圆角过渡使应力峰值降低20%;原料控制改用油冷固溶工艺并限制硬度上限至HRC35;安装工艺通过补偿顶盖变形将垂直度误差控制在0.20 mm/m内。改进后的圆筒阀提升杆疲劳寿命较原结构大幅提升，断裂问题得到根本解决。研究成果为顶盖变形环境下液压结构件的多尺度失效机理分析与系统优化提供了理论依据和技术参考。