郑 康，郝志勇，张焕宇，杨 骥

(浙江大学能源工程学系，杭州 310027)

前言

发动机机体是整机的骨架，发动机零件都直接或间接地安装在机体上，因此要求机体不仅要有足够的几何精度，而且应具备足够的刚度、强度和动力学特性。某六缸车用柴油机在提高爆发压力后要求对该机体进行主轴承座强度校核和疲劳寿命分析，以进行针对性的改进设计。现有的机体疲劳试验台只能对主轴承施加竖直方向上的力来模拟爆发压力，而忽略了活塞-连杆-曲轴在工作过程中对主轴承座其他方向上施加的力[1]。本文中在机体疲劳试验的基础上，用有限元方法模拟试验过程，获取准确的疲劳计算参数。通过多体动力学获得了在工作循环内的各个主轴承力，进而通过有限元分析得到了机体所承受的动态应力，结合预紧载荷作用下的准静态应力，预测了机体的疲劳寿命，并针对薄弱部位进行了相应的改进设计，提高了机体的疲劳寿命。

1 有限元模型的建立与模态验证

为验证该有限元模型的准确性，进行了机体自由模态试验，同时进行了自由模态数值计算。表1列出了该机体有限元分析和实测的固有频率。

表1 试验与有限元计算所得固有频率比较

由表1可以看出，大部分相对误差在5%以内，说明有限元模型较好地模拟了实际机体的物理特性，满足工程要求，同时也说明了之前的简化和有限元单元选择的合理性。

2 柴油机多体动力学仿真

柴油机的主要参数见表2。……