本文将由陶瓷和金属构成的功能梯度材料运用到柴油机缸套的内壁上。陶瓷层具有很强的隔热性能,梯度层可以缓解陶瓷和金属由于线膨胀系数不匹配而产生的热应力。这样功能梯度涂层缸套既具备抗高温氧化的能力,又满足金属的力学性能,有很好的应用前景。本文具体工作可以归纳为以下几点：1.运用经验公式,结合已有的实验分析曲线,计算了缸套内部的平均换热系数和平均燃气温度,研究了稳态传热过程中缸套内层换热系数沿缸套轴向的分布规律,确定了缸套与机架间的换热系数。2.以陶瓷Zr02材料作为隔热涂层,合金钢为缸套基体材料,取功能梯度涂层的物性参数沿厚度方向按指数函数变化,针对不同的物性参数分布指数,分别计算了相应的材料参数(包括弹性模量、导热系数、泊松比、线膨胀系数),并对不同分布指数下的缸套进行了热弹性分析。综合考虑隔热效果,热应力大小及热应力沿厚度方向的变化率,讨论了物性参数分布指数的合理数值。3.考虑到涂层的稳定性和实际工作中的成本问题,需确定合理的梯度过渡层厚度。本文对梯度涂层分别取不同厚度时的功能梯度缸套进行了模拟分析。将计算结果与无梯度涂层缸套的计算结果进行了对比分析,讨论梯度层厚度的合理数值。4.缸套在实际工作中受高温作用,为了得到更切合实际的分析结果,应该考虑材料参数随温度的变化情况。本文在考虑材料温度相关性的情况下,对功能梯度热障涂层缸套进行了热弹性分析。