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建立了发动机曲轴单拐参数化模型，对其进行了有限元仿真计算；基于局部应力应变法计算分析了发动机曲轴单拐的疲劳薄弱位置、疲劳损伤和疲劳寿命，并进行了试验验证；根据多学科优化设计理论，研究了曲轴壁厚、主轴颈长度、曲柄销长度、连杆轴颈过度圆角半径及主轴颈过度圆角半径等结构设计参数对曲轴质量、最大等效应力及曲轴寿命的影响规律，在此基础上，对曲轴进行了抗疲劳轻量化设计.结果表明：轴最大应力出现在连杆轴颈过度圆角处，此处也是曲轴最易发生疲劳破坏之处；优化之后曲轴质量减少了8.0％，最大应力减少了6.9％，曲轴的寿命提高了76.3％.