发动机作为一种热能动力机械,工作时主要承受热负荷和机械负荷。发动机气缸盖是发动机中承受载荷最大、最复杂的零部件之一,长期工作在高温、高压的恶劣环境当中,它的使用寿命直接影响到发动机的可靠性。影响气缸盖使用寿命的主要是热疲劳和蠕变疲劳两个因素,但到目前为止,在对气缸盖的使用寿命研究中,考虑到蠕变—热疲劳交互作用的却很少,因此本文采用有限元法对气缸盖在蠕变—热疲劳交互作用下的寿命预测问题进行了研究。有限元分析软件ANSYS和流体分析软件CFX相结合进行流固耦合双向载荷传输的方法是专门用于模型比较大,比较复杂又非常不规则的多场耦合仿真分析的。通过软件内部自动进行热或机械等不同载荷的传输可以得到模型的温度或位移的分布状况。首先,通过这种方法进行热载荷的双向传输计算得到了气缸盖精确的温度场分布。然后又通过有限元法计算出气缸盖的机械应力场以及机械-热耦合的应力场,发现最大机械应力仅为热应力的1/6左右,因此影响气缸盖使用寿命的主要是热应力而非机械应力。另外,还对影响气缸盖寿命的另一个主要因素蠕变做了深入的研究,这为进一步的寿命预测工作奠定了坚实的基础。提出了将蠕变-热疲劳等效为恒定应力幅和平均应力的热-机械疲劳,从而进行寿命预测的新方法。热-机械疲劳试验不需要保温时间,所需试验装置简单、效率高。最后通过热-机械疲劳试验得到了气缸盖材料ZL702A的P-S-N曲线,对气缸盖进行了寿命预测。