曲轴结构的优化主要从材料升级、结构设计和制造工艺三个维度展开。高强度合金材料的应用能显著提升曲轴承载能力，42CrMo4V等特种钢的屈服强度可达850MPa以上。结构优化方面，通过增加轴径、改进圆角过渡设计可将应力集中系数降低30%-50%。精密锻造结合数控加工的先进工艺能使曲轴疲劳寿命延长2-3倍，同时实现5%-8%的轻量化效果。

曲轴作为发动机的核心传动部件，其优化直接关系到整机性能和制造成本。在材料领域，42CrMo4V合金钢因其优异的综合性能成为主流选择，该材料在热处理后硬度可达HRC55-60，且高温强度衰减率低于普通碳钢15个百分点。结构设计上，三拐四支承的新型多支点组合式曲轴相比传统结构，在相同载荷下最大变形量减少23%，重量减轻12%。这种结构通过增加支承点数量有效分散载荷，其研发过程采用了多岛遗传算法进行多目标优化，使扭振振幅控制在0.15度以内。制造工艺方面，江苏索普集团在60万吨/年醋酸工程中应用的6DM—100/1.0型隔膜泵曲轴，采用精密锻造使材料利用率提升至92%，配合数控加工的0.005mm级尺寸精度，使产品合格率从85%跃升至98%。从成本效益看，虽然优化方案初期投入增加20%，但使用寿命延长带来的全周期成本可降低35%。值得注意的是，基于ISO 16742:2023标准的弹性边界条件建模技术，能更准确模拟轴瓦变形等实际工况，使有限元分析误差控制在3%以内。当前行业前沿已开始探索AI驱动的参数自动校准技术，如达索系统的Abaqus软件通过机器学习算法，将材料参数标定效率提升40倍，这为曲轴性能的持续突破提供了新的技术路径。