曲轴是汽油机的重要零件,其强度和刚度直接影响到整机的工作性能。因为曲轴的结构形状比较复杂,曲拐的受力又在发生周期性的变化,所以运用经典力学对其进行强度和刚度计算有一定的困难。计算机技术的飞速发展使得有限元法在曲轴的强度、刚度计算中得到了广泛应用。本文以此为立足点,针对某GX160汽油机发生的曲轴断裂问题进行了有限元分析和改进。首先,对断裂曲轴进行受力分析,建立了整根曲轴的有限元模型,施加约束和载荷后计算得到曲轴拉、压工况的应力云图,确定其危险点,并对危险点进行了静强度和疲劳强度校核。查明曲轴断裂的原因是在低载荷作用下由于应力集中而引起的疲劳断裂。其次通过曲轴的断口分析,说明曲轴的设计没有问题,继而采用更换材料的方式对曲轴进行了改进。然后对改进后的曲轴进行静强度分析,并对危险点进行了静强度和疲劳强度校核,结果说明改进后的曲轴符合要求,再通过400h耐久性试验证明仿真的正确性。接着对改进后的曲轴进行了模态分析,提取前8阶固有频率,得到曲轴前8阶模态的振型图,并得出结论曲轴从启动到标定工况运转不会发生共振现象。最后对改进后的曲轴轴系进行多刚体动力学仿真,通过仿真得到曲轴运转过程中活塞和轴承点的受力情况等,为以后的曲轴设计提供参考。