气缸盖是内燃机中结构最复杂的构件之一，内燃机在运行过程当中，常常发生气缸盖鼻梁区部位产生疲劳裂纹失效引起内燃机不能工作的问题。本文研究的目的是对气缸盖进行三维有限元分析，分析裂纹产生的机理，从而找到能够解决“鼻梁区”疲劳的方案，并对气缸盖的低周疲劳寿命进行计算。 本文首先用三维造型软件Pro/Engineer Wildfire 2.0建立4105Q柴油机气缸盖其中一缸的三维几何模型，然后将模型导入到有限元分析软件ANSYS 9.0中，采用不同的网格密度建立有限元模型。采用第三类传热边界条件，对气缸盖的稳态温度场和应力场分布进行了计算，通过和同类机型的柴油机Z6110的温度场实测数据的比较，可知计算结果是可信的。同时考察了网格密度对计算精度的影响。结果表明：在温度场计算中，网格密度对温度计算的精度几乎没有影响；在应力场计算中，计算结果随网格密度的变化表现出一定的稳定性。通过对气缸盖停机自然冷却过程中的瞬态温度分布和残余应力分布进行计算，可知“起动-停车”所产生的交变应力是气缸盖破坏的主要原因。 针对“鼻梁区”产生疲劳破坏的原因，提出了几种鼻梁区的结构改进方案。采用和原方案相同的边界条件，对结构改进方案的稳态、瞬态温度场、应力场进行了计算。通过和原方案进行比较，选出了三种能够减小“鼻梁区”应力集中的方案。最后，根据计算得到的鼻梁区应变数据，应用断裂力学的理论，采用局部应力应变法，计算了原方案和三种改进方案气缸盖的低周疲劳寿命，并从三种方案中选出了一种最佳方案。通过计算可知，改进方案能够有效的提高气缸盖的使用寿命。 通过本论文研究，得到了气缸盖上稳态、瞬态温度场和应力场的分布规律，并证明了交变应力是气缸盖鼻梁区疲劳破坏的主要原因，并对低周疲劳寿命进行了简要计算。本文为进一步优化气缸盖结构，研究气缸盖的疲劳寿命打下了很好的基础。