柴油机活塞作为柴油机的主要受热部件，既要承受较高的热负荷，又要承受较高的燃气压力，即机械负荷。随着现代人们对发动机性能的不断提高，以及国家对环境污染以及能源消耗的要求越来越严格，提高柴油机的功率、转速以及燃烧状况，成为了发展的必走之路。进一步提升功率和转速必定会使柴油机活塞的热负荷和机械负荷加重，于是活塞能否在高温高负荷下正常工作，也成为柴油机发展的重要部分。本文研究的是IE6D275型柴油机活塞，对其进行有限元分析，得出它在热负荷、机械负荷和热负荷和机械负荷共同作用下的温度分布、应力分布、变形分布。在热机耦合作用下其温度和应力值都偏大，对此提出了相应的改进措施。以下是本文研究的主要内容：1.利用PRO/E对IE6D275型柴油机活塞建立其几何模型，并将其导入到有限元软件中进行网格划分，然后再模拟计算，所需的温度与传热系数等边界条件由内燃机工作过程模拟软件模拟和经验公式计算出，最后得到了单独的热负荷下活塞温度场、应力场和变形的分布。采用热塞试验法测量柴油机活塞的不同部位的温度值，跟模拟计算得出的温度分布进行对比，最后能够验证本文所建的活塞模型与模拟计算的结果的合理性。2.柴油机活塞分别在单独的机械负荷下、热负荷和机械负荷耦合作用时，模拟计算出其温度场分布、应力场分布、变形分布的情况。分别对比只有热负荷作用时、只有机械负荷作用时和热负荷和机械负荷耦合作用时活塞的各分布情况，结果表明耦合作用下活塞的最高温度没有太大变化，其最高温度为375℃，最大应力值增大较多，其值为254.8MPa，最大变形量比热负荷下的变形量降低了，其值为0.342mm。通过分析其温度、应力以及变形分布，得出耦合作用下温度与应力值都偏大，均超过了材料的许用范围，所以提出了相应的改进方案。3.采用底喷冷却和开冷却槽两种方法分别对活塞进行改进，分析对比各个结果并与无冷却降温措施时的模型进行对比，由结果可以看出，开冷却槽要比采用底喷冷却措施效果好。模拟三种冷却槽位置下活塞的温度分布，应力分布以及变形分布，选择模型B为最优方案。且经过模拟计算分析B型冷却槽，得出最高温度值为309℃，最大应力值为156MPa，最大变形量为0.242mm，所得结果都在材料的许用范围之内，因此选出最优的改进方式为模型B冷却槽。