近些年随着工业技术的发展,人们对发动机的功率要求越来越高,国外由于研究高功率密度柴油机比较早,其研发技术已经达到很高的水平,相比而言,国内的设计研发水平则相对落后。热能动力机械的重要性能指标之一就是功率密度,尤其是空间尺寸要求非常严格的车辆上,高功率密度柴油机就显得十分重要。众所周知,发动机要想发出很高的功率,这就对发动机的各主要运动部件承受负荷的能力有了更高的要求,极高的气体压力和高速运动的部件产生的惯性力作用在曲柄连杆机构上,按常规设计的运动部件能否承受这样高的机械负荷,曲轴的结构设计有什么特殊要求。高功率密度柴油机的主要运动部件所受应力及疲劳寿命是我们在设计和研究时考虑的重点。由于功率大,对零件的强度和疲劳性要求很高,曲轴是其中最重要的零件之一。曲轴的强度如果不够就会造成曲轴的弯曲和扭曲变形,甚至断裂；另外曲轴的疲劳寿命如果不够,叶将会造成曲轴过早失效及断裂,从而影响发动机的正常工作,甚至造成安全事故。本文首先利用Proe软件对发动机曲轴建立三维模型,然后用有限元分析软件Ansys进行强度分析,最终得到高功率密度曲轴的应力分布情况,并在此基础上对其进行强度校核。在工程领域中,要想精确预测曲轴的疲劳强度和寿命是一件极其困难的事。因此,对于汽车企业来说,设计一种实用性强、精度可靠、疲劳寿命长的曲轴,具有重要的意义。本文以高功率密度柴油机曲轴为主要的研究对象,利用Ansys对曲轴进行动力分析,在此基础上进行曲轴结构的优化,以减少应力集中,并进行疲劳计算,为高功率密度曲轴的设计和研究提供理论帮助。本文所进行的主要研究工作由以下几点组成：1.由常功率和高功率密度柴油机的示功图,进行动力计算,并比较两种柴油机曲轴所受载荷的大小。2.根据高功率密度柴油机的示功图和设计规则来设计曲轴。3.利用有限元分析软件Ansys对发动机曲轴建立模型、划分网格,并进行强度分析,最后得到曲轴的应力分布情况并对其进行强度校核。4.对高功率密度柴油机曲轴的结构进行优化并对其进行强度校核。5.最后对曲轴进行疲劳强度计算、据古德曼经验公式校核曲轴的疲劳强度。6.探讨曲轴应力分布、圆角优化研究等工作。