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连杆是内燃机的一个重要的结构零件，它将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆小头与活塞一起作往复运动；大头与曲轴一起作旋转运动，因此在发动机工作时连杆作复杂的平面运动。连杆主要受压缩、拉伸和弯曲等交变负荷。在压缩荷载和连杆作平面运动时产生的横向惯性力的共同作用下，连杆可能发生弯曲变形。所以，连杆应该具有足够的抗疲劳强度和结构强度，质量应该尽可能小。
在产品概念设计阶段、产品设计前期以及定型验算和试验研究的全部过程，CAE(Comp~erAidedEngineering)技术已经成为必不可少的分析和优化技术，为产品的可靠性和高效性提供技术保证，同时避免大量实验验证过程，降低设计成本，提高设计效率。
本文以150HB型柴油机连杆为例，利用大型的CAE设计分析程序——ANSYS对连杆进行了有限元分析和优化的研究。ANSYS有限元优化设计技术必须借助于ANSYS参数化设计语言APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)实现参数化有限元分析过程才能实现。
首先，对连杆模型进行适当的必要的简化，进行参数化建模，划分网格。然后，对连杆进行三维准动态分析，即在作用于连杆的力系中，通过引入相应的惯性力，将求解连杆的动力问题化为相应的静力问题。根据计算的结果，确定设计变量为连杆杆身的样条曲线在与小头连接处的止点的角度theta和杆身的厚度H，指定状态变量为杆身最大应力，指定目标函数为连杆的体积。最后，进入ANSYS中的优化设计器，选择优化工具，对连杆进行优化分析。连杆的优化设计过程就是一个反复优化改变设计变量即连杆的几何尺寸以便在满足状态变量应力不能超过最大应力的限制条件下使目标函数变量即连杆的体积逼近最小值的过程。
本文利用APDL的程序语言，对连杆实现了参数化建模、施加参数化载荷与求解以及参数化后处理结果的显示，从而实现参数化有限元分析的全过程，这也是ANSYS批处理分析的最高技术。在参数化的分析过程中可以简单的修改其中的设计参数达到反复分析各种尺寸的多种设计方案，执行优化改进，达到最优化设计目标，极大地提高了分析效率，减少了分析成本。