1、课题研究的背景与意义
随着我国经济的快速发展以及生活水平的提高，汽车已经逐渐成为目前国内数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具，也是与人类社会的发展最息息相关的交通工具。而作为汽车的“心脏”部位，发动机可靠性的优劣，将直接影响汽车的正常运行与否。根据相关资料显示，目前发动机的可靠性问题当中，80%以上都是疲劳问题。造成这一现象的主要原因，是因为曲轴、连杆、机体等主要的发动机的零部件在运行过程中，都会受到来自不同激励源的周期性非比例交变载荷的作用，导致零部件的疲劳失效并进而导致发动机的失效。而近年来，随着排放标准的提高以及涡轮增压等技术的广泛应用，发动机的爆压也得到了较大的提升，一般柴油机的爆压已经超过了20MPa，这也对发动机零部件的疲劳强度提出了更高的要求。
本课题拟针对给定的设计要求，对某款六缸柴油机的曲柄飞轮机构进行设计，确定其在给定标准工况下的受力情况，并对其在该状态下的应力应变状态进行分析，获得曲轴在标准工况下的疲劳安全特性，在此基础上对机构工作的可行性做出评价。
- 国内外柴油机曲柄连杆机构设计研究现状
现如今很多工程师和学者都十分重视曲轴飞轮机构的研究，大都通过有限元法计算和分析影响曲轴疲劳强度的部位，对曲轴进行结构优化，降低成本，缩短设计周期，提高设计效率。
尹建民, 王德海, 袁银南等[1]以X6135柴油机曲轴为研究对象，采用连续梁法计算所得的弯矩及支反力，与轴颈扭矩一起，作为三维有限元计算的边界条件的方法，假设较为合理，更加接近曲轴的实际工作情况。通过计算可得曲轴各处的应力分布，确定最大应力的位置及大小，从而找出曲轴的薄弱环节，为强化和改进曲轴提供依据。
孙军，桂长林，汪景峰[2]采用不同的边界条件对曲轴进行有限元计算。计算结果表明，边界条件处理对曲轴有限元分析结果影响很大，为了提高计算结果的精度，有必要根据实际情况确定边界条件。
徐聪聪， 苏铁熊， 黄小亮[3]以某增压柴油机曲轴为研究对象，采用有限元法对其进行应力计算，分析减重孔的尺寸、形状等因素对曲轴过渡圆角处应力集中效应的影响程度，通过优化分析找出该曲轴的最优结构方案，最后对曲轴进行优化设计。
赵鹏, 周扬, 杨建法[4]针对曲轴疲劳试验台架适用情况，分别采用单拐刚度估算法和有限元模态估算法，设计出适用于较大主轴颈和回转半径的曲轴疲劳试验台。研究结果表明，传统单拐设计法对试验台参数估算较为快捷，但精度略显不足，台架后期调整耗时长；有限元估算整体性较强，减少台架后期调整时间，但设计阶段周期长；两种设计方法均能满足工程应用
鲍珂, 李文等[5]采用模态叠加法的瞬态动力学计算得到了谐振式弯曲疲劳试验时曲轴圆角表面疲劳危险位置附近的弯曲正应变，并将其沿圆角周向的分布表示为一阶傅里叶级数的形式．基于计算得到的圆角应变分布规律，分析了应变电测法中以应变片敏感栅覆盖范围内的平均应变代替峰值点应变所引入的误差，结果表明，这种误差可以通过选择栅长较小的应变片予以控制。进一步讨论了应变片黏贴位置偏移对应变峰值测量误差的影响，偏移量较大时，测量误差迅速增大。
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