随着高功率密度柴油机的研究不断深入,对气缸盖的结构强度设计也日益成为研究领域的热点问题;而针对气缸盖的研究目前主要集中在气缸盖稳态下的热负荷和机械负荷的研究,且很少考虑关联结构对气缸盖结构强度的影响。为此,本文进行了考虑配气机构和排气管关联结构瞬态影响下的气缸盖热-流-固耦合仿真研究,并开展了相关结构的影响规律分析,为气缸盖的设计提供一定的技术指导。主要内容如下:(1)通过内燃机性能仿真软件,建立了多缸柴油机的分析模型,获得了缸内燃烧压力曲线和排气管内压力波动曲线;并搭建了发动机配气机构的多体动力学模型,分析了气门底座对气缸盖气门座圈的循环冲击载荷;另外,利用瞬态动力学分析方法,建立气缸盖和机体以及排气管的组合结构模型,并考虑了排气管内的压力波动影响,求解了排气管对气缸盖排气侧壁的循环作用力。(2)利用有限元分析软件,建立了考虑沸腾换热的气缸盖冷却水腔仿真模型,获得了冷却水腔的热边界条件和气缸盖的温度场;并通过气缸盖温度场的测量试验与仿真结果进行了比较,验证了仿真模型的准确性;然后,通过改变影响沸腾换热的流场边界参数,研究了气缸盖冷却水腔换热温度随影响因素的变化关系。(3)基于得到的气缸盖热边界条件和力边界条件,建立了多激励下的气缸盖组合结构的瞬态分析模型,并进行了气缸盖的热-流-固耦合仿真分析,获得了气缸盖的应力分布,并与常规计算的结果进行比较,得到了应力显著增加的部位;在此基础上,进一步开展了考虑多激励下的气缸盖结构参数影响规律研究,获得了不同结构参数变化下的冷却水腔温度和气缸盖应力的变化规律。