1 课题研究的背景与意义
曲轴是柴油机的重要运动件，具有形状特殊、长径比大等特点。在柴油机工作过程中，曲轴将活塞的循环往复运动转变为绕曲轴轴线的旋转运动并向外输出扭矩。为了保证柴油机工作过程中的可靠性，曲轴必须具备足够的强度、刚度和耐磨性，一旦曲轴发生失效，会导致柴油机内其他零件的损坏甚至柴油机的报废。因此，提高柴油机的可靠性很大程度上取决于提高曲轴的强度和刚度。为了提高曲轴的强度和刚度，满足曲轴的使用要求，则需要对不同的材料进行研究。
国内曲轴材料一般分为锻钢和球墨铸铁两类，调质钢曲轴的强度更高，但需要热处理，因此工艺较复杂，需要时间多，而且能源消耗较大，成本也更高。球墨铸铁材料的特点是在保证高强度的同时，具有较高的伸长率和冲击韧性，并兼备球墨
铸铁材料本身所具有的优越性。材料强度决定着曲轴的体积、重量和寿命。因此，必须根据内燃机的用途及强化程度，正确地选用曲轴材料。所以，研究不同材料对六缸柴油机曲轴疲劳强度的影响具有重要意义。
2 国内研究概况
尹建民,王德海,袁银南［1］用连续梁法计算所得结果作为有限元法的边界条件,对柴油机的曲轴进行研究。以往用截断法计算所得到的力作为边界条件时,没有考虑到各支承弯矩的影响,而整体式多缸全支承曲轴是一连续静不定梁,忽略弯矩将产生很大的影响。通过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,得出的结果更加的合理,更加接近曲轴的实际工作情况的结论。
孙军,桂长林,汪景峰[2]则通过有限元法对不同的载荷和位移边界条件进行研究。发现目前通常采用的载荷边界条件与实际情况存在差异,不能满足计算的高精确性要求。为提高曲轴有限元计算的精度,应尽量采用接近实际的边界条件。
徐聪聪,苏铁熊,黄小亮[3] 为了分析减重孔的尺寸、形状等因素对曲轴过渡圆角处应力集中效应的影响程度，采用了有限元法来对其进行应力计算。若要改善圆角的应力分布，提高曲轴的疲劳强，随减重孔尺寸的增大，圆角处应力有向连杆轴颈中心转移的趋势，当轴颈的强度不足时，最大应力向连杆轴颈中心移动，曲柄臂外侧缩口上部的应力逐渐增大。
赵鹏, 周扬,杨建法[4]指出传统的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。而有限技术恰好可以弥补这方面的不足，整体性更强。通过采用单拐刚度估算法和有限元模态估算法，更容易设计出适用于较大主轴颈和回转半径的曲轴疲劳试验台。
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