活塞组是影响柴油机性能的主要因素之一,其中活塞起到了主导影响作用。活塞在柴油机中属于高速运转的零部件,且工作环境恶劣,因此在活塞的设计中,除了要考虑动力性、经济性和排放性外,还需分析受热、受力情况,以达到可靠性的要求。在柴油机将燃烧热能转换为机械能的过程中,活塞起着至关重要的作用,热载荷带来的热变形和应力成为活塞破坏的主因。因此,活塞的结构设计,热负荷分析及强度分析在活塞设计中极为重要。本文对某新开发的一款国四排放增压柴油机活塞进行结构设计,并对其进行了热负荷分析和强度分析,主要的研究内容如下：(1)根据某增压柴油机型的设计输入及活塞的工作条件,进行活塞结构设计,并根据确定的活塞尺寸使用UG软件建立了活塞、活塞销、连杆小头的实体三维有限元计算模型,利用AVL BOOST软件的燃烧热模型计算出活塞外表面热边界条件,在ABAQUS有限元分析软件中进行活塞的温度场计算。(2)以活塞温度场理论为依据,充分考虑了热负荷理论及传热学理论,使用硬度塞法测量活塞温度场对活塞有限元温度场的计算结果进行试验验证,并通过活塞温度场试验获取活塞表面关键位置的温度值,试验获得的温度值与有限元计算获得的温度值基本一致。(3)利用ABAQUS软件对活塞进行强度分析,并完成了活塞的疲劳分析。分别计算活塞的热应力、机械应力和热机耦合应力,计算活塞在热应力及热机耦合应力下的形变,得出不同工况下活塞的应力值和变形值及危险部位,对活塞设计起到指导作用。根据分析结果,对活塞高温部位的燃烧室和顶部做阳极氧化处理,提高活塞耐磨性及起隔热作用,针对活塞销座内侧应力集中,通过优化活塞销座形线改善应力集中。