在柴油机运转过程中,主轴承除了受到螺栓预紧力、轴瓦过盈量等装配载荷作用外,还承载着缸内燃烧压力与曲轴连杆机构往复运动形成的交变载荷作用,主轴承结构(后文简称“主轴承”,包括主轴承座和主轴承盖两部分)的疲劳失效将会使发动机停止工作,导致较大的经济和财产损失。随着高强化柴油机功率的不断提升,主轴承的承载量也越来越高,国内一些柴油机在工作中发生过主轴承疲劳失效问题,主轴承结构的安全问题日益凸显。而目前针对主轴承的研究尚不够完善,国内一些学者采用静力学方法对主轴承的疲劳进行了研究,与实际情况有一定的误差。本文针对某型号高强化柴油机,以曲轴系润滑计算的油膜压力为有限元模型的载荷边界条件,采用瞬态动力学的方法对主轴承结构的疲劳寿命进行了预测。(1)针对某12缸柴油机模型,基于动态子结构缩减和模态综合方法建立了曲轴系的润滑模型,采用柔性多体动力学和润滑耦合的方法研究了曲轴系的振动和润滑特性,并与试验结果对比验证了模型的正确性。计算结果发现:第6主轴承承受较大的轴承力和力矩,润滑状况也比较差。(2)搭建了柴油机的局部简化模型,并考虑了接触面之间的接触、轴瓦过盈和螺栓的预紧力。以曲轴系润滑模型计算的动态油膜压力为载荷边界条件,采用瞬态动力学的方法研究了主轴承结构的动态响应。结果发现:主轴承盖两侧横拉螺栓之间的凹槽内过渡圆角处产生应力集中现象,但应力值远小于材料的屈服极限,属于高周疲劳问题。(3)针对主轴承结构的应力集中部位,利用简化的雨流计数法对其载荷—时间历程进行处理,得到了应力循环。采用名义应力疲劳分析方法(即S—N曲线法),结合Miner线性疲劳损伤累计理论,对主轴承的疲劳寿命进行了预测。结果表明:主轴承应力集中部位的疲劳寿命能够满足发动机的使用要求。