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超高压天然气压缩机的工作压力可达35 MPa，气缸是其极为重要的组成部件，也是最容易出现疲劳、裂纹、磨损等失效形式的区域，为了分析气缸的热应力情况，建立了高压气缸在脉动气体及惯性力作用下的数学模型，利用经验公式近似计算出气缸的热边界条件，然后通过ANSYS有限元分析得到气缸的温度变化云图和热应力变化云图，最后根据仿真结果提出了结构优化的建议。