活塞是发动机的核心运动件,其在运行过程中受到高温燃气的热载荷导致活塞顶部温度较高,而活塞裙部和底部温度相对较低,由于温度梯度的存在而产生了热应力,与此同时,活塞在工作过程中受到周期性变化的燃气压力、往复惯性力、侧推力及摩擦力等机械载荷的作用,容易产生机械应力。在这双重因素的作用下,活塞容易产生烧顶、开裂、疲劳失效等现象。本文以YC6MK375N-30型天然气发动机的活塞为研究对象,基于有限元分析理论运用ansys软件仿真计算获得整个活塞的温度场分布,进一步考虑活塞受到的机械负荷分析了活塞的耦合应力分布,最后基于疲劳分析理论运用ncode designlife软件仿真预测了活塞的疲劳寿命。主要内容包括以下几个方面：(1)运用UG NX软件建立活塞的三维模型,导入ansys workbench进行网格划分,运用相关的经验公式计算求得活塞的热边界条件,然后运用测量的温度值对热边界条件进行修正,通过不断修正求解,最终即可获得较为准确的活塞温度场分布结果。(2)在获得活塞温度场的基础上进一步仿真计算求得活塞的热应力分布情况,同时考虑活塞受到的机械负荷。运用序贯耦合法,将机械负荷和热负荷进行耦合分析,即可仿真得到活塞的热-机耦合应力分布,并对仿真结果进行分析研究。(3)将活塞热-机械耦合有限元仿真结果导入到专业的疲劳分析软件ncode designlife中,设置在标定工况下的载荷谱和活塞材料的S-N曲线,同时设置相关的疲劳仿真参数,运行疲劳仿真即可得到活塞的疲劳寿命仿真结果,并对仿真结果进行分析。