曲轴作为压缩机的关键零部件,其在工作期间承受着周期变化的复杂外载荷,易发生剧烈振动,进而使机体产生剧烈噪音。尤其是当曲轴自身刚度不足时,扭振破坏将成为曲轴的主要破坏形式。故曲轴设计的优劣性将直接影响压缩机的性能和可靠性。在传统的设计方法中,缺乏针对曲轴的扭振破坏的问题进行深入研究,传统的设计在某种程度上已无法满足现代产品设计的需求。而试验设计法与多目标优化设计法可以有效弥补传统设计中存在的不足,在对改善曲轴的动态特性,提高整机效率,降低振动噪声问题具有重要的意义。本文基于多体动力学法和试验设计法对曲轴动态特性进行优化设计。以某型中小型活塞式制冷压缩机为研究对象,根据活塞式制冷压缩机的工作原理,应用CAD软件建立曲轴系统三维模型,运用ADAMS软件对曲轴轴系进行多体动力学分析得到曲轴在最大轴功工况下的应力分布以及扭振幅值变化情况,为后续的优化提供了必要的数据。利用试验优化设计法研究曲轴多个设计变量对曲轴扭转角位移、强度以及质量的影响。通过正交试验的筛选对曲轴的扭转角位移,强度和质量的影响显著的三个设计变量(平衡重过渡圆角半径、平衡重小端圆心位置以及曲柄厚度)。以二阶响应面法构建筛选参数与扭转角位移、强度和质量之间的关系表达式,结合非劣排序遗传算法(NSGA-II)对参数进行了优化。优化结果表明,曲轴在自身重量、自由端最大扭转角位移和曲轴所承受的峰值应力三个优化目标较优化前分别下降11.31%、22.88%、25.10%。研究结果表明,基于多体动力学法,利用试验设计与多目标优化法对降低曲轴的扭振破坏问题具有一定成效并达到了预期效果。研究结果为曲轴的轻量化、刚度提升,抵御扭振破坏能力等方面的研究提供参考。