连杆作为发动机结构中一个重要构件,其作用是将活塞的往复直线运动变成曲轴的旋转运动,并在活塞和曲轴之间传递作用力.在工作中经受拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的作用.一个重量轻而且具有足够强度的连杆对现代发动机设计起到举足轻重的作用.该文基于Pro/E软件系统、Pro/MECHANICA分析平台和最优化设计,对连杆进行了优化设计.讨论了连杆的现代设计方法,分析了连杆的结构特点,总结出连杆设计中的主要结构特征.完成了针对该系统的特征的定义、分类,讨论了特征的约束、组合关系和特征编辑的方法.将基于特征的有限元分析建模技术应用于连杆有限元分析中,讨论了连杆建模方法,建立了连杆三维实体分析模型.采用Pro/MECHANICA分析平台,运用三维有限元方法,对发动机连杆具体工作状况、实际受力情况、连杆的有限元网格划分、边界条件的确定和施加进行研究.通过分析计算,确定了连杆的最大主应力、主应变位置即连杆的应力集中点和最大变形量.利用Pro/MECHANICA的结构(Structure)分析工具,对连杆应力集中点即危险点的尺寸参数进行灵敏度分析,找出应力集中点的最大主应力随尺寸参数变化的规律.通过合理的尺寸组合减小应力集中点的最大主应力值,从而有效地解决了在实际工况下由于应力集中导致连杆断裂破坏的这一主要问题.采用了优化设计及有限元计算相结合的技术,在不大于连杆最大工作应力的条件下,使连杆的各个参数合理组合,达到目标函数——质量最小.结果表明设计较精确,能满足发动机连杆的实际工况要求.