连杆裂解工艺可大幅减少连杆机械加工的工序、降低制造成本、提高连杆制造精度和承载能力。裂解加工技术要求连杆不仅要有较高的刚度、强度和耐疲劳等综合机械性能,且裂解过程中不能产生较大的塑性变形,因而其材料也要满足上述要求,保证杆身和连杆盖有较好的啮合性能。本文以近年国内外广泛应用的连杆材料高碳微合金非调质钢C70S6和新型中碳微合金非调质钢36MnVS4连杆作为研究对象,以断裂力学和应力集中理论为基础,借助大型商业软件ANSYS/LS-DYNA,对两种典型材料连杆裂解过程进行数值模拟及对比研究,分析了新型材料36MnVS4连杆的裂解特性及易致缺陷。预制裂解槽是连杆裂解技术的关键工序之一,合理设计并高质量加工裂解槽对连杆裂解质量极为重要,论文对裂解槽几何参数的影响进行了分析并确定了较优参数,为连杆裂解技术的应用和新材料的推广奠定基础。论文基于连杆裂解的断裂模式和断裂力学基本原理,分析了裂解槽裂纹萌生的原因,给出裂解槽附近的应力应变解析表达式,结合小范围屈服线弹性断裂理论和断口微观形貌,确定最大主应力准则作为数值模拟分析中裂纹萌生与扩展的统一判据。进而对两种材料进行拉伸试验,获得材料应力应变曲线和力学性能参数;结合材料成分和金相组织,发现36MnVS4比C70S6的屈服强度和抗拉强度高,含碳量低,组织中铁素体较多且晶粒度较高,说明断面更易出现撕裂区。依据联合建模求解技术建立几何模型,并对其进行网格划分、边界条件设定、算法选择和关键技术处理。对两种典型连杆进行胀断加工过程有限元数值模拟,获得了起裂(前)时刻及裂纹扩展过程的主要力学量场分布规律,对比分析了两种材料连杆的裂解载荷、起裂点及起裂位置和起裂时间、起裂后裂纹扩展速度和稳定性、断裂后应力释放速度、塑性变形区及塑性变形量等关键信息。据此,对新型材料36MnVS4在裂解过程中易发生的问题进行初步评估。鉴于裂解槽设计的重要性,论文探讨了裂解槽几何参数对两种材料连杆裂解过程的影响规律。通过正交试验分析,获得了曲率半径、槽深、张角等裂解槽参数对裂解载荷的影响规律;为进一步分析裂解槽各参数对裂解载荷、起裂时间、应力集中程度的影响规律,对裂解槽参数进行了更深入的研究,最终确定了裂解槽参数较优值。初步分析了36MnVS4的易致缺陷及防范措施。