曲轴是内燃机中最重要的部件之一，也是受力最复杂的部件。它的尺寸参数很大程度上影响着内燃机的整体尺寸和重量，同时也影响内燃机的可靠性与寿命。随着内燃机技术的不断进步和完善，使得曲轴的工作条件也愈加苛刻，对曲轴的刚度和强度也提出了更高的要求。因此，在设计曲轴时必须正确选择曲轴的尺寸参数和结构型式等。此外，曲轴的破坏，如裂纹的出现乃至发生断裂，对内燃机的性能有着致命的影响，为了避免重大事故的发生及减小事故的危害性，对曲轴实现裂纹故障诊断也有着重要的意义。 本文以6110柴油机曲轴系为主要研究对象，用ANSYS软件对整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型，采用有限元法对其进行了三维有限元分析，研究了整体曲轴的应力状态和变形情况，并对曲轴在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。同时还探讨了曲轴的部分结构参数对其应力集中部位的影响，如轴颈过渡圆角半径、曲柄销长度和曲柄臂厚度等。为了研究曲轴出现裂纹时的情况，本文对整体曲轴进行了振动模态分析，分析了带皮带轮和飞轮的曲轴和单独曲轴两种情况。同时研究了不同形式的裂纹出现后，曲轴的动态振动特性随着裂纹深度和位置的变化特点。结果表明随着裂纹深度的加深，曲轴各阶固有频率值都有所降低，但降低幅度不同，同时各节点振动峰值也发生变化。在上述模拟计算的研究基础上，得出一些有用的结论，可为实现曲轴裂纹的动态检测和诊断提供参考。