气缸套作为柴油机燃烧室主要部件，承受着很高的热负荷和机械负荷，这些负荷所产生的综合应力可能导致缸套裂纹失效，严重危害着柴油机的耐久性和可靠性。因此，在气缸套设计过程中必须进行深入的计算和分析，对其结构的强度和寿命有一个较为准确地估计，为合理地改进和优化设计方案提供依据。扩缸是目前提高车用柴油机功率、降低单位功率重量、发展系列产品的重要途径之一。本文以扩缸前后某型号柴油机气缸套为研究对象，提出了整体接触分步耦合的方法，应用有限元技术对其进行了温度场、热—结构耦合场以及疲劳寿命分析研究。课题研究工作主要包括以下几个方面：对气缸套结构及装配关系进行详细研究，利用有限元前后处理软件Altair.Hypermesh建立了包含机体、缸盖、缸套、气缸垫与缸盖螺栓的整体接触关系有限元模型，避免了气缸套单独模型研究的不足。利用MSC.Adams、Matlab等软件计算了包括活塞侧推力、螺栓预紧力、缸内换热系数等边界条件，使用MSC.Nastran分步求解计算了气缸套温度场分布，热—结构耦合作用下的应力、位移分布，获得疲劳分析的载荷。结合有限元分析的结果，利用疲劳分析软件MSC.Fatigue对气缸套进行疲劳寿命分析，得到气缸套的疲劳寿命结果云图和安全系数结果云图，找出了气缸套疲劳损伤最容易发生的部位，并提出了寿命储备系数来评价疲劳寿命。最后，计算对比了扩缸前后气缸套应力、位移、疲劳寿命的变化，讨论了扩缸带来的影响。