1、课题研究的背景与意义
作为发动机的关键零部件之一，连杆的主要作用是连接活塞和曲轴，将作用在活塞上的力传递给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并对外输出做功。其中连杆的小头与活塞销相连接，与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动。因此连杆体除了有上下运动外，还有左右摆动的复杂平面运动，所以连杆的受力情况也十分复杂。在实际工作过程中，连杆主要经受拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的作用，这些载荷容易引起连杆的疲劳破坏，甚至直接关系到操作人员的安全，从而造成严重的后果。因此，连杆的工作可靠性一直是人们在内燃机研究和改进过程中关注的热点问题。
另一方面，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，柴油发动机的爆压也得到了较大的提升，一些柴油机的爆压已经超过了20MPa，这也对发动机的重要零部件的疲劳强度提出了更高的要求。
目前在实际工程当中，对于连杆的疲劳失效现象，还没有一种系统的试验设备可以对连杆同时进行机械载荷以及热载荷的模拟加载，相关试验往往只针对其中一种载荷进行加载分析。基于此研究现状，本课题拟采用数值仿真技术，对给定的某六缸柴油机连杆总成在额定工况下的受力情况进行分析，确定连杆在该工况下的疲劳安全特性，在此基础上对连杆工作的可行性做出评价。
2、国内外柴油机连杆总成研究现状
现如今许多工程师和学者都十分重视连杆的研究，通过有限元法对连杆的工作情况进行模拟，得到应力应变图，进行疲劳分析，从而找出容易发生失效的部位，对连杆进行结构优化，降低试验成本，缩短设计周期，提高设计效率。
朱小平[1]以某型号的柴油机连杆为研究对象，分析了连杆的运动和受力情况，随后将模型导入ABAQUS中进行有限元分析，然后分别利用模态分析技术研究连杆的动态特性和利用多体动力学软件建立了连杆的多体动力学仿真模型，最后利用软件对连杆进行三维瞬态应力场的计算。选取部分曲轴转角下的应力分布云图与静力学计算结果进行对比，得出结论。
钟行[2]以自主研制的连杆疲劳模拟试验台为研究对象,基于数值计算的方法,首先进行了试验台固有频率的数值分析。其次,利用数值计算方法,计算了不同试验频率下,连杆部位以及拉压力传感器部位应力随频率变化情况。通过对比不同频率下应力,得出试验频率对连杆疲劳模拟试验结果影响,研究结果显示,该因素对试验结果影响很小,可以忽略。最后,计算分析了连杆装夹工艺参数对连杆疲劳模拟试验结果的影响，得出结果。
张文强[3]以汽车发动机连杆为例,建立刚体动力学方程,导入不同转速下的燃气压力曲线数据。研究运动柔性连杆对运动机构的影响,联合使用Recur Dyn与ANSYS软件建立了连杆的柔性体中性文件并导入到发动机的刚柔耦合系统,对连杆进行静强度分析,利用APDL的二次开发功能，之后引入连杆表面粗糙度、硬度、应力集中等影响因子,对连杆疲劳极限进行二次修正,结合指数疲劳曲线理论绘制连杆的疲劳曲线图。最后得出结论。
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