随着不可再生能源的日益枯竭以及环保法规的同益严格，对发动机的综合性能提出了更高的要求，需要通过直喷、增压中冷、低热损等技术提高发动机强化程度，上述新技术的采用导致发动机热负荷和机械负荷的增加，这些对发动机结构耐久性提出了更高的要求。因此，必须建立一个能够模拟发动机苛刻运行条件，并能准备评价发动机结构耐久性的数值方法体系。 此前，由于无法获取发动机准确的传热边界条件和建立各个部件之间准确的连接关系，主要通过单个部件的温度场和应力场分析对结构耐久性进行简单评价。这种评价方法有一定的局限性，很难进行定量分析。因此，必须通过大量的测试试验完成结构耐久性的定量分析，这种分析周期长、费用高、风险大。 通过发动机整机耦合数值分析可以解决上述问题。随着发动机性能、流体、结构分析技术的发展和试验数据库信息的增加，各单一分析技术得到了快速发展；缩短发动机开发周期和降低开发成本的巨大压力为整机耦合模拟技术提供了技术需求；结构分析技术领域出现了许多可以模拟特殊部件的单元类型，同时非线性分析技术也得到了发展。这些基础性的开发工作为发动机整机耦合数值分析打下了坚实的基础。 文中，通过热力学分析方法得到发动机缸内的爆发压力；通过流体分析技术得到发动机冷却水套、燃烧室、油道、进排气道的传热边界条件，并将这些边界条件映射到结构表面的壳单元上；通过不同的约束方式和接触关系建立零部件之间非线性的联系关系，从而搭建发动机整机有限元分析模型；通过考虑发动机冷态、热态、爆发压力等多种工况模拟发动机的实际运行情况：最后，计算出发动机在上述各种工况下的温度场、变形、应力、密封压力、疲劳，并对各类计算结果进行了评价分析。 采用该方法体系进行了多款发动机的计算分析工作，根据计算结果对发动机冷却系统和结构进行了优化，发动机在试验开发阶段没有出现结构强度耐久性问题。该方法体系的建立，为保证发动机设计成功并缩短发动机开发周期并降低开发成本起到了重要作用。