侯帅帅* 曾现琛 李洪春 迟远迪

（1.青岛市产品质量监督检验研究院 2.青岛市产品质量检验技术研究所）

0 前言

船用主机是舶动力系统的关键部件，主要可分为蒸汽机、燃气轮机和柴油机3 种类形。相比之下，船用柴油机因具有功率范围大、维护方便、效率高等特点，已逐步成为主要动力源。船用柴油机的核心部件有很多，而船用曲轴是其中关键的核心部件，其质量直接决定船用柴油机的寿命。船用曲轴的功能主要是将往复运动变为旋转运动，完成运动方式转换和能量输出工作。

船用柴油机运转过程中，曲轴受到循环交替变化载荷的影响[1]，主要包括惯性力、气体压力和重力等，假如曲轴在设计、加工、制造、装配、使用等工序中存在缺陷或不合理结构，就易发生变形、断裂、磨损等情况[2]。船用曲轴常见的失效形式有断裂失效、过量变形失效、磨损失效及腐蚀失效等[3]，其中危险性最大的是断裂失效，这也是曲轴最常见的失效形式。由于曲轴在曲轴箱内运转时，工作环境是密闭的，即使其表面已经发生变形或裂纹，也很难监测其真实状态，因此一旦发生事故，将会造成较大损失。从设计方面对船用柴油机曲轴进行有限元分析，进一步完善强度计算方案和结构设计，最终合理地优化设计曲轴重要部位是很有必要的。

本文建立了某船用柴油机曲轴整体有限元三维实体模型，计算了其在工况下的应力和变形情况，得到了工作过程中承受应力及变形程度最大的部位，为优化曲轴设计、材料选择、技术研发等方面提供理论依据。……