随着汽车高速化和轻量化要求的不断提高,对发动机的功率、体积和重量的要求也不断提高。目前国内对发动机设计普遍采用类比设计和试验设计的方法,导致产品中一方面普遍存在强度、刚度富余问题,另一方面,也大量存在强度、刚度不足问题,从而限制了产品技术水平和质量的提高,很难适应当今市场需要。本论文尝试在Q475发动机的设计开发中,应用有限元分析技术分析其重要性能总成缸体的结构强度、刚度。在整个研究工作中,论文作者首先利用初步设计的缸体几何模型,运用原有的一些数字样机经验数据,较成功地建立了有限元分析模型,利用有限元现代分析技术分析所设计的缸体的静强度,并用成熟可靠的类似总成进行对比分析;与此同时,考虑到发动机缸体是一个性能结构总成,其实际工作中要受到各种工况的作用,因此结合有限元动态分析,进行了模态分析和瞬态响应分析,完整地在计算机里模拟了所设计的缸体结构在静态、各种载荷和冲击条件下的刚度、强度状况,并计算出了各种状态下的结果。在分析完成后,利用快速成型技术制成了原理样机进行了台架试验,结合台架试验考核,证实了该发动机缸体结构的可行性和可靠性。这种方法的使用,以及本课题的研究成功,有效地缩短了设计周期,减少了反复试验和经验判断的误差,第一次将虚拟样机的设计理论和方法应用到了具体工程化产品的设计开发中。通过本研究工作,圆满解决了Q475在开发设计中的关键总成设计问题,使整个发动机的后续开发质量、进度得到保证。并为企业积累了宝贵的技术数据和实施现代化设计技术的经验,证实了在发动机设计开发中采用虚拟样机设计技术的可行性,为推广有限元分析技术在企业的应用和对今后产品开发工作具有重要的示范意义。