本文以单缸柴油机为载体，对机体组件进行了深入的有限元计算和分析，通过多轮改进提出了最佳方案。为了准确的模拟机体的受力情况，对曲柄连杆机构进行动力学仿真分析，有效的解决了有限元分析中边界条件难以确定的问题。最后通过模态试验验证了有限元计算的可行性。本文对改善柴油机的可靠性，降低柴油机振动，从结构设计方面提供了科学依据和具体方案。 本文的主要内容和主要结论如下： 1.用Pro/Engineer软件对机体、曲轴、连杆、活塞等零部件进行三维造型；用美国ALTAIR公司的Hypermesh软件对主要零部件划分有限元网格，保证了较好的网格质量，较好地协调了网格数量和计算精度之间的矛盾。 2.对柴油机的活塞连杆机构进行了运动学和动力学分析，利用动力学仿真软件计算出了活塞连杆机构在一个周期之内的运行轨迹，并得到了各个主要零件在运行过程中力随时间的变化规律，为机体有限元计算提供了受力边界条件。 3.用有限元法对机体组合件进行接触分析，发现油道孔、平衡轴孔、气缸盖螺栓搭子等处有应力集中现象，同时机体两侧刚度相差悬殊。综合考虑各种因素，提出的最优方案消除了应力集中，并且使机体的应力分布较原机均匀，减小了机体两侧的刚度差，两侧的变形趋于一致，尤其是减小了机体与气缸盖结合平面的变形。 4.用有限元法对机体进行动态分析，计算固有频率和模态振形，从整体上考虑机体的总体刚度与局部强度问题，进一步考察优化机体的动态特性。为了验证有限元分析的准确性，对机体进行了模态试验。通过对比有限元计算结果与试验结果，发现两者非常接近，说明有限元法具有较好的工程精度，是设计柴油机、解决机体开裂问题的有效方法。