活塞作为低速二冲程柴油机的主要运动件,同时承受着较高的热载荷和机械载荷,这些载荷是导致活塞发生故障的主要根源,因此对低速机活塞的热负荷、强度、疲劳进行研究,找出活塞的薄弱位置,对低速机的运行可靠性有着重要的意义。本文依托自主船用低速机原理样机研制项目,以某型低速机活塞为研究对象,研究其温度场测试方法并进行实机试验、计算其热负荷、评估其强度、分析其疲劳寿命,具体内容如下:1.分析活塞温度场测试原理和方法,研究低速机活塞温度场测试方法。基于类似机型低速机活塞温度场仿真计算结果,设计低速机活塞温度场测试测点布置方案,研制低速机活塞温度场测试试验件。2.根据活塞无线测温原理开发低速机活塞温度场测试系统,并对该测试系统的准确性和动态特性进行了验证,验证结果显示该测试系统满足测试需求;进行实机试验,连续测得多个工况下低速机活塞温度数据,该数据可为国产自主品牌的低速机活塞设计制造提供技术支持,同时可为低速机活塞温度场仿真计算提供试验验证。3.基于ANSYS Workbench仿真计算平台,建立活塞有限元计算模型,确定活塞热负荷计算的热边界条件,计算得到三种负荷状态下（100%、105%、110%）活塞的温度场、热流场、热应力、热变形,并对100%负荷下活塞温度场仿真计算结果进行了验证,验证结果显示仿真计算准确度较高。在MCR工况下活塞最高温度为432.49℃,最大热应力约为240MPa,综合仿真结果可知该型活塞热负荷状态良好。4.在低速机活塞热应力的基础上,应用顺序耦合的计算方法,计算得到三种负荷状态下（100%、105%、110%）活塞的热机耦合应力,三种工况下最大热机耦合应力分别约为413MPa、420MPa、432MPa,均低于该型活塞材料的屈服极限,强度可满足设计要求;以活塞热机耦合应力作为循环载荷,根据疲劳分析理论计算得到活塞的安全系数;将活塞热机耦合应力计算结果导入nCode designlife中,设置活塞材料的S-N曲线,计算得到MCR工况下活塞的寿命约为3.84万小时,结果显示活塞最小寿命大于该低速机返厂大修期。基于以上的研究内容,能够对低速机活塞的性能做出很好的评估,可以为低速机活塞后续的优化设计和运维提供参考。