国内外研究现状及存在问题1曲轴设计研究现状制造柴油机曲轴使用的材料不会受限于一种两种，但是使用普遍的是球墨铸铁和钢。球墨铸铁的切削性能优于钢，比较容易得到各种适应工况的形状，要想提高曲轴的抗疲劳强度、硬度、刚度、耐冲击性，一系列表面热处理和强化工艺是制造中必需的。另外球墨铸铁曲轴的生产成本较低，大概仅为调资钢曲轴成本的三分之一。考虑应力集中的话，钢质曲轴会比球铁曲轴强烈一点，因为钢材质中的内摩擦损耗小于球墨铸铁，曲轴运转中引起的扭转振动相对就比较大了。美国，英国，日本以及西欧等国家在批量化生产曲轴时使用球铁材质。在国内，中小型功率的柴油机超过85%都是采用球墨铸铁制造曲轴，例如QT800-2，QT800-6，功率超过160千瓦的大多数柴油机曲轴采用锻钢材料。81562

柴油机的发展趋势是更紧凑、更高效、更可靠、更经济，但是传统的以经验、试凑、定性的设计方法已经远远落后于现今要求，电子信息技术的高速发展，包括像有限元法、动态设计、优化设计这些高级设计技术皆属于电脑模拟、预测和分析阶段，都可以用来设计柴油机各零附件。

曲轴的强度计算现在一般是分为两种，应力计算即计算出曲轴较危险部分的应力幅和平均应力，然后是在应力计算的基础上进行疲劳强度计算。现在经常采用有限元法进行应力计算。

2有限元法在研究柴油机零部件动态特性中的应用

随着计算机科学技术的快速发展,有限元方法在几乎所有的工程领域都得到了越来越充分的发挥，这其中包括汽车发动机领域。有限元技术在工程设计方面是一个强大有效的设计工。有限元软件在超过五十年的发展历程下，已经变得越来越实用且成熟。其发挥的重要作用不容小觑。有限元技术最早运用的领域之一就是针对柴油机甚至更多汽车发动机零部件的设计与校核、优化。广泛应用有限元技术校核的话，柴油机零部件设计的可靠度有所提升,设计消耗时长也相应缩短许多。近几年来,计算机水平的不断提升，硬件资源丰富，促使柴油机零部件有限元分析技术进展更多，发展空间更大[1]。论文网

有限元法目前的发展趋势是不单单局限于对于零部件的分析，而是向整个分析系统，逐步由线性→非线性、弹性材料→塑性，复合材料、静态→动态发展扩大使用范围。上个世纪90年代，国外对柴油机曲轴开展约800000自由度线性分析，而到了本

世纪初就能够用500万自由度对柴油机组件进行非线性分析。其次，系统分析的趋势，让系统与子系统、（子）系统与零附件之间相互影响，相辅相成，有效掌握整个系统性能[2]。

有限元方法是采用一种可以追溯到上世纪40年代的离散化方法对结构系统进行数值计算的方法。一开始离散模型局限于杆系结构，而计算机的发展带给有限元方法更广泛应用。以几何和物理角度，有限元方法是运用一种计算方法对三维结构进行分析，由杆系结构到运用现在人们熟悉的矩阵分析法。这种方法的基本思想是将结构体离散成有限数量的单元组合，以有限个参数就能有效模拟原来的物体，体现其力学特点。从而把一个连续的无线自由度问题简化为离散的有限自由度，整个连续结构体的力学特征就可以看作是这些有限个小单元体力学特征的总和。有限元方法是一种现代化设计方法，针对汽车工程设计领域的复杂弹性振动系统动力学分析应用广泛。

目前，ANSYS公司发布最新的软件版本，国外许多发达国家也将其运用到柴油机产品开发、零部件动态特性研究中，为柴油机零附件的设计带去便利，提高生产效率，有效避免设计不合理的方面。 曲轴设计国内外研究现状和发展趋势:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_95382.html