邰强娟，徐志远，柳海涛 ，李继光，王厚权，张琳琳

1.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061; 2.潍柴重机股份有限公司，山东 潍坊 261108

0 引言

近年来，市场对船用发动机提出了高功率、高可靠性、高经济性的要求。曲轴作为发动机的重要零部件，在发动机运行过程中发挥重要作用，设计过程中需重点关注其可靠性。如果曲轴设计不合理，不仅本身强度不能满足要求，对其进行优化时，其重要接触件机体也可能需要重新设计，大大增加设计成本。因此设计时应对曲轴的可靠性进行计算分析，使其满足可靠性要求。

曲轴在不断的周期性变化的缸内压力、旋转和往复惯性力以及扭矩和弯矩的共同作用下工作，使曲轴既弯曲又扭转，产生疲劳应力，80%左右的曲轴破坏由弯曲疲劳产生[1]，导致曲轴各个圆角处易产生应力集中，多数曲轴的破坏产生在主轴圆角和曲柄销圆角区域[2]。

为提升大缸径船用柴油机曲轴圆角疲劳安全系数，本文中使用AVL-PU软件建立柴油机的工作过程模型，搭建机体、缸套、缸盖、曲轴、连杆等零部件的总成模型，对曲轴进行动力学计算分析，得到圆角最低疲劳安全系数[3-5]，对不满足限值要求的曲轴圆角，进行优化分析，设计复合圆角方案，使其满足可靠性要求。

1 仿真模型建立

以某直列、六缸、增压中冷、缸内直喷柴油机为研究对象，柴油机的主要参数如表1所示。基于实际物理模型参数在AVL-PU软件中建立仿真模型。为了最大程度还原柴油机在实际工作过程中的状态，保证机体组件和曲轴总成以具体的网格模型导入整机建模中，进行动力学计算，再通过圆角部分的应力恢复，进行最终的疲劳计算[6-7]，具体工作流程如图1所示。……