发动机机体是内燃机结构中最复杂且体积最大的零部件,是整台内燃机的骨架。随着汽车向着高速化、复杂化和轻量化等方向发展,对发动机的功率、体积及重量的要求也不断提高,所以在发动机设计阶段比较准确地得到机体的应力、变形的分布情况及动力特性,对于指导机体的设计和改进显得尤为重要。因此,深入了解发动机机体的动态特性,研究外界作用力与机体结构本身的固有特性之间的关系就成为从产品研发设计到结构优化中必不可少的重要环节。有限元法在随着计算机科学的发展已经日趋成熟,在包括内燃机等几乎所有工程及机械领域得到越来越广泛的应用,作为一种通用的数值分析方法,是目前研究复杂结构刚度、强度等问题最可靠和高效的方法之一；有限元技术在发动机上的应用大幅度提高了各零部件的可靠性,降低了研发成本,大大缩短了设计周期,推动了内燃机工业的迅速发展。随着科学技术的迅速发展,国内在机体的动态特性研究,尤其是机体的结构优化改进方面尚未广泛应用,结构的动力优化设计在实际工程中应用的更少。此外,在机体的结构优化设计及改进过程中,目前还不能充分利用精确的有限元模型来进行后续研究工作。怎样快速、准确地利用有限元模型来求解机体结构的动态特性参数并进行优化改进仍然是一个比较困难的课题。本文以395型柴油机机体为研究对象,应用有限元分析技术对其力学性能、机体结构的频率、刚度等模态参数进行分析。在整个研究工作中,首先根据395型柴油机机体的二维图纸,利用三维建模软件精确绘制机体的几何模型,然后将该实体模型导入到有限元分析软件,并成功地建立了机体的有限元模型。其次,利用有限元分析技术分析机体的静强度及刚度,由于发动机机体是一个复杂的结构总成,在实际工作中会受到各种作用力,通过对发动机工作过程的理论计算,并利用计算结果比较完整地在计算机里模拟出机体结构在静态及爆发工况时的受力情况,绘制出了各种工况下的位移、应力云图。再次,对395型柴油机机体进行理论模态分析,得到了机体前六阶的固有频率和振型等动态特性,分析出机体振动的刚度薄弱环节。最后,在模态分析的基础上,对机体进行了固有频率的灵敏度分析以及优化设计,对机体的薄弱区域进行了结构上的优化,改善了机体的整体动力性能。本课题将有限元方法应用到发动机机体上进行研究,为发动机机体的优化设计和老产品机体的结构改进提供了有一定参考价值的思路和设计依据；同时为CAE技术在现代发动机分析设计中的应用作了有益的尝试。本文提出的基于有限元模型的结构动态特性优化设计的基本思路具有普遍意义,能解决复杂结构的动力优化设计问题,有一定的工程应用价值,可有效缩短产品的设计研发周期,提高了产品研发效率。