（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

曲轴强度疲劳计算的研究及应用

陈 阳，黄灿银

（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

阐述了关于曲轴强度计算原理及方法，提出了多体动力学、有限元及疲劳软件联合计算的方法解决关于曲轴疲劳的计算方法，并运用该方法对某D系列柴油机的曲轴疲劳进行计算。

曲轴强度计算 多体动力学 有限元 疲劳

1 前言

曲轴是发动机最关键的零件之一。它在发动机运行过程中传递气体爆发压力和惯性载荷，然后将力矩传递给飞轮端，作为发动机的功率输出。曲轴具有如此功能，所以在设计时希望获得比发动机预期更长的寿命，即更高的疲劳强度。但是近年来随着对内燃机动力性能和可靠性的要求不断提高，曲轴的工作条件愈加苛刻，曲轴的强度问题变得更加重要。曲轴的耐久性成为最重要的课题之一，因为其出现任何问题会导致发动机严重失效，失效的轴系在使用过程中会给公司的声誉及成本带来巨大的损失。

但是，由于高度的竞争和成本的增加，需要低的成本，高的寿命，使得发动机的发展在工程应用中越来越受到限制。为了达到低成本及高安全系数设计，发动机运行过程应处于高的可信度水平上。为获得高的精度，在设计早期就应采用CAE技术。借助于多体动力学与有限元的计算方法对耐久寿命需求的设计修改，能够在零件产品生产出来前就获得过度设计及疲劳失效的设计修改方法。……