1、疲勞強度與相關振動動態(tài)特性是評價發(fā)動機配氣機構的重要性能指標之一，隨著大功率大扭矩發(fā)動機的發(fā)展，凸輪軸作為配氣機構的一個重要組成部分其承受的載荷更加復雜多變。目前國內外對凸輪軸的研究大多集中在材料、工藝及型線設計等方面，而合理的分析與優(yōu)化凸輪軸的振動及疲勞強度特性卻日益成為一個重要的研究課題。在此過程中CAE技術已經成為工程分析與學術探索中不可或缺的手段。本文根據目前車用內燃機凸輪軸在設計分析與工程應用中受到關注的熱點問題，通過CAE技

2、術分別對某1.6L汽油機、某493柴油機和某V12柴油機進行了凸輪軸的型線設計、徑向振動動態(tài)優(yōu)化研究、扭轉振動分析及疲勞強度的分析計算這四個方面的研究，形成了從凸輪型線優(yōu)化到動態(tài)特性研究再至疲勞強度計算這樣一個逐次遞進的研究體系，對凸輪軸的設計優(yōu)化與工程分析具有一定的指導意義。
　　論文首先以1.6L汽油機的單閥系多體動力學模型為例，通過三種型線函數擬合的方法對凸輪型線進行了優(yōu)化設計，包括高次多項(Polydyne)擬合函數、分段

3、加速度(ISAC)擬合函數和高次多項-分段加速度(Poly-ISAC)非對稱擬合函數三種型線，并分析了這三種凸輪型線設計的差異性，對主要的動力學和運動學參數進行了比較。
　　在凸輪軸的徑向振動動態(tài)特性研究中綜合考慮了軸承支承剛度、軸頸摩擦狀況、曲軸轉速波動及缸內爆發(fā)壓力等因素的影響，建立了某493柴油機凸輪軸的多體動力學模型，采用高次多項-分段加速度擬合的凸輪型線作為優(yōu)化方案，在凸輪軸運動學及軸承徑向力、軸承接觸段凸輪軸徑向運動速

4、度及諧次振動等方面與原機數據進行對比分析，并研究了機油動力粘度及軸承配合相對間隙對凸輪軸徑向動態(tài)特性的影響。
　　除了在凸輪軸徑向的振動動態(tài)特性分析外，論文還進行了凸輪軸在扭轉振動方面的計算分析，獲得了發(fā)動機軸系（曲軸及四根凸輪軸）的強迫扭轉振動及自由扭轉振動的結果，并對凸輪軸扭振評價指標以及滾振問題進行了探索性的研究。
　　論文最后以凸輪軸的強度及疲勞分析為主要內容，通過發(fā)動機曲軸軸系動力學分析獲得了凸輪軸在實際工作狀態(tài)下