郭俊，杨国伟，沈文龙，刘玮

(1. 盐城工学院汽车工程学院，江苏盐城，224051； 2. 南京理工大学机械工程学院，南京市，210094； 3. 南京农业大学工学院，农业智能化装备实验室，南京市，210031)

0 引言

目前，现代结构分析中，应用比较广泛的有：结构力学和固体力学[1-2]。两者对于一般问题的分析可以通用，但针对特殊复杂的问题，两种分析方法局限性较强。如今，伴随着计算机的发展，有限元法已成为结构分析中强有力的数据分析方法，有限元法与工业软件相结合应用的范围越来越广，并形成了一种新的学科—计算力学[3-5]。有限元法为曲轴的分析提供了可靠理论依据[6-7]。发动机中包含的零部件有：机体、缸盖、活塞、连杆、曲轴等。各零部件都可以通过相关软件完成建模和分析，如西门子开发的NX软件等[8]。

曲轴作为柴油机里重要和复杂的部件，同时也是极易损坏的部件。它的刚度和强度会直接影响发动机的性能。运行过程中，曲轴既承受着缸内的气体压力和往复旋转惯性力引起的周期性变化的载荷，同时还会承受弯曲、扭转时产生的振动等[9-10]。由于曲轴在工作过程中受到复杂的应力作用，以及曲轴形状的复杂性，曲轴颈和连杆轴颈结构相互交错，于是在连接体圆角区域极易产生应力集中[11-12]。当柴油机长时间工作，曲轴的寿命难以得到保障且容易发生故障。故障主要表现为：曲轴疲劳产生的裂纹、磨损等[13-17]。随着发动机工况不断的强化，尤其农业机械[18-19]，其工作环境及其恶劣，于是对曲轴的工作性能提出了更高的要求。……