单缸试验机通常设计成特殊结构型式的单一气缸柴油机,它是探索新设计柴油机或改进现产品柴油机性能和结构参数的一个重要工具。要使柴油机的性能指标迅速达到预期要求,很大程度上取决于是否重视单缸机的试验研究工作。在设计新柴油机或改进现产品柴油机过程中,用多缸机进行各项性能的调整和结构参数的比较试验,内容繁多、调整复杂、工作量大、试验周期长。如采用与多缸机同型的单缸试验机,则可简化调整过程,缩短调整周期,便于进行大量的结构参数的比较及性能调试。曲轴的设计是整机设计中的重要环节,其动力学性能分析和强度刚度计算是内燃机轴系设计必须面临的问题。本文采用有限元与柔性多体动力学相结合的方法分析研究了某燃烧实验用单缸柴油机曲轴系统的动态特性。通过轴系的合理简化、高质量的网格划分和有限元子结构技术的应用,有效的解决了有限的人力物力资源同研发速度的矛盾。不同的设计目的对应着不同的计算方法,本单缸试验机曲轴是在原有V型机曲轴的基础上演化而来,本文的目的是为了了解评价其动态特性和强度,对单缸机特性做一些试探性的研究,为后期的优化设计打下基础。本文建立了传统质点力系分析模型和柔性多体动力学分析模型,先通过对传统模型Holzer表格法与实体模型子结构法计算得到的扭转固有频率作对比分析,验证传统模型的准确性;再通过对质点力系分析模型和柔性多体动力学分析模型计算结果的比较,分析评价了单缸机曲轴系统的主轴承受力、飞轮端转速波动、轴系自由端扭振、纵振和曲轴的动态应力等参数,对单缸机的设计有一定的参考价值;最后设计了曲轴的静力实验,通过动、静应力和实验静应力的对比,发现本单缸机曲轴的静态应力与动态应力的分布有较大区别。