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为了提高内燃机设计水平，根据4102型柴油机曲轴系统建立当量模型，在考虑刚度非线性的情形下，推倒建立轴系扭振耦合的非线性动力学微分方程，利用随机振动的虚拟激励法，求解系统的随机响应，在此基础上，根据首次超越破坏准则，给出曲轴系统的动力可靠性分析。数值模拟结果表明：平稳随机激励下的动力可靠性要高于非平稳随机激励下的动力可靠性；纵向振动、发火间隔角、随机激励的强度和传递路径对轴系动力可靠性都有一定影响。