به دلیل رقابت و نیز الزامات کاربری موتور های دیزل سنگین، در سال های اخیر پیشرفت-های قابل توجهی در طراحی، تحلیل و ساخت این موتورها توسط شرکت های سازنده موتور دیزل حاصل شده است. توان خروجی بالا، مصرف سوخت کم، آلایندگی کم، عمر بالا برای تعویض و تعمیرات اساسی موتور، از جمله محدودیت هایی است که سبب پیچیده شدن طراحی های جدید شده است. در این پایان نامه به بررسی تحلیل تنش های حرارتی و مکانیکی و تخمین عمر خستگی سرسیلندر موتور دیزل سنگین پرداخته شده است. روشی سریع برای تحلیل کوپل سیالاتی و حرارتی مجاری آب خنک کاری سرسیلندر ارایه شده است. انتقال حرارت در اثر جوشش آب در مجاری خنک کاری سرسیلندر با استفاده از روش عزیمت حباب بررسی شده است. توزیع دمای حاصله از نتایج تحلیل حرارتی در تحلیل سازه ای به عنوان بارگذاری دمایی استفاده شده است. در ابتدا، تحلیل سازه ای مجموعه سرسیلندر با شرایط مادی الاستیک، برای سه گام بارگذاری ناشی از هم بندی، بارگذاری حرارتی و بارگذاری ناشی از فشار احتراق تحلیل شده است. سپس، با استفاده از روش زیر-مدلسازی تحلیل پلاستیک سرسیلندر در سطح شعله سرسیلندر انجام شده است. تخمین عمر خستگی با استفاده از روش های مختلف بررسی شده است و روش مناسب برای بررسی عمر خستگی در سرسیلندر های چدنی ارایه شده است. ضریب اطمینان خستگی پر چرخه، با در نظر گرفتن روشی مناسب برای محاسبه اثر تمرکز تنش در شیار مورد بررسی قرار گرفته است.