活塞是发动机的关键零件之一，工作中受到周期性变化的燃气压力、往复惯性力、侧向压力、销座支反力和摩擦力等机械载荷的作用；同时活塞顶部温度较高且分布不均匀，存在很大的热应力。在机械负荷与热负荷的共同作用下产生热-机耦合应力，容易产生疲劳失效。针对上述问题，本文以ML142铝合金活塞为研究对象，采用有限元软件ANSYS模拟分析了两种最高燃烧压力的活塞温度场及热-机耦合应力，基于疲劳分析理论使用疲劳分析软件MSC.Fatigue预测了两种最高燃烧压力的活塞疲劳寿命。运用一维性能分析软件AVL boost模拟气缸内随曲轴转角变化的燃气温度及传热系数的变化规律，并求得燃气平均换热系数和平均温度；采用经验公式分别计算了活塞与冷却液、内冷油腔之间的换热系数，得到了活塞的热边界条件。运用Pro/ENGINEER软件建立活塞三维实体模型，导入有限元软件ANSYS后，对活塞模型进行有限元离散化处理，在有限元模型上施加热边界条件，求解得到两种最高燃烧压力的活塞温度场。同时与采用热电偶的方法试验测试的一种最高燃烧压力的活塞温度场作对比分析，从而验证有限元数值模拟温度场的准确程度。运用有限元软件ANSYS，在保证热和结构单元具有相同的节点数的前提下，设置活塞热-机耦合的位移边界条件和接触边界条件，采用顺序耦合法将活塞温度载荷和机械载荷加载到活塞模型上，求解两种最高燃烧压力的活塞热-机耦合应力，分析了活塞的最大应力部位和危险结构部位。将活塞的热-机耦合应力导入疲劳分析软件MSC.Fatigue中，编制活塞在各工况下的载荷谱，拟合不同温度条件下活塞材料的S N曲线，设置材料的屈服极限和杨氏模量，选择活塞的等效应力为Von Mises应力，得到活塞在两种最高燃烧压力的疲劳寿命预测结果。