曲轴是内燃机最为重要的部件，曲轴的模拟计算是一个非常有意义的研究领域。由于曲轴的几何形状、边界条件和作用载荷都非常复杂，要尽量精确地模拟曲轴的振动特性，选择合适的计算模型是其中关键环节之一。从以前研究的状况来看，空间实体有限元是最为合适的方法，但因为受到计算规模的限制，它目前只被应用于静力学分析或简单模态分析；其它一些建模方法因为过于简化或适用范围太窄，所计算的结果与实际相差较大。综合考虑计算规模与结果精度，结合曲轴的结构与运行特点，本文提出以考虑剪切变形与转动惯量的空间TImoshenko梁单元为基础为曲轴建立有限元模型。 本文首先叙述结构动力学中的有限元法原理；其次介绍Timoshenko梁的理论与特点，论述了剪切变形、转动惯量等因素对梁的振动特性的影响，揭示了Timoshenko梁与Euler梁或杆件的本质区别；在此基础上，详细地陈述了对曲轴系统整体结构建立有限元模型的方法与过程；应用此方法，以一单缸发动机的曲轴及一四缸发动机曲轴为实例，采用ANSYS软件对它们的振动特性进行分析。最后，为使本文的方法得以推广与应用，采用VC++6.0结合ANSYS与MatLAB编制了一个及模拟、计算和分析于一体的应用软件系统。 以单缸发动机曲轴为模拟对象，分别采用实体有限元与本文方法进行模态分析，通过比较发现两者的结果在数值上非常接近，形态上完全一致。同样采用本文的方法分析一四缸发动机曲轴，并与其它研究的结果与实验数据进行对比，其结果表明，本文方法模拟的结果更为接近实验数据。紧跟其后，本文对此四缸发动机曲轴进行了谐响应分析与动力学时程分析，分析的结果前后互相吻合。 通过多个方面比较后表明：本文所提出的方法在结果精度上与实体有限元法相差不大，与实验结果非常接近；计算规模上远远小于实体有限元法。总之，本文提出的方法建模过程简洁、直观，非常适用于曲轴的动态振动特性分析。