在内燃机设计中,气缸内气体压力和零件惯性力引起的活塞侧压力及机体干扰力是首先要考虑的问题。如果这些动态力过大,将使机构间摩擦力增大,加剧了零件磨损程度并引起内燃机震动,降低了内燃机效率和车辆的舒适性。本文在曲柄连杆机构理论分析的基础上,利用多体动力学理论,Matlab程序设计语言、三维造型软件Pro/E及动力学分析软件ADAMS对内燃机曲柄连杆机构的动力学问题进行了编程计算和虚拟样机仿真模拟分析。并以S195柴油机为研究对象,对额定工况下S195柴油机的示功图和曲柄连杆机构的动力学公式进行了编程计算,绘制出机构动态力随曲轴转角的变化曲线。然后在Pro/E中建立S195柴油机曲柄连杆机构的虚拟样机模型,导入ADAMS中进行动力学分析,绘制出虚拟样机模型中各连接位置处动力仿真结果曲线。通过动力学仿真结果的分析,发现曲柄连杆机构偏心距及曲轴质心位置对机构中的动态力有较大影响。在此基础上对S195柴油机曲柄连杆机构进行优化设计,优化后的机构中活塞对气缸壁侧压力最大值降低35%,往复惯性力最大值可降低22%。模拟研究还发现,质量替换法由于忽略了连杆惯性力的影响,该方法计算得到的机构动态力存在较大误差,不能代表真实情况。最后对曲柄连杆机构有限元分析进行了尝试,提出了ANSYS与ADAMS结合对曲柄连杆机构进行多柔体动力学分析和零件的动力学有限元分析。通过本文的研究,展示了一种简捷、高效的机械设计分析手段,对今后同类型的研究乃至更大规模的仿真分析积累了一些经验。