活塞是柴油机的最核心部件之一,工作环境非常恶劣,不仅周期性地承受着高温的燃气压力,同时也承受着往复惯性力、侧压力、摩擦力和活塞销的支反力等各种周期性机械载荷,其工作正常与否直接关系到柴油机的耐久可靠性。随着人们对现代柴油机强化指标的不断提高,柴油机活塞的热负荷和机械负荷问题也越来越突出。因此,对柴油机活塞热负荷和机械负荷进行有限元分析是必须的,以提高其运行的可靠性。本课题为国内某柴油机厂委托,研究2120柴油机活塞的热负荷和机械负荷。　　 本文利用UG建立整个活塞的三维几何模型,导入ANSYS中进行网格划分生成有限元模型,利用GT-POWER软件确定了活塞顶部与燃气间的瞬时换热系数以及燃气的瞬时温度,并根据经验半经验公式和现有研究成果确定了活塞其他部位的热边界条件,对活塞进行了稳态温度场有限元分析,得到了活塞在标定工况下的较为合理的温度场,以稳态温度场作为边界条件,对活塞在热负荷下的热应力和热变形进行了有限元分析,并评估了活塞的热负荷状况,并给出了改良建议;分析并确定了活塞在最大爆发压力下所受的各种机械载荷,并对机械载荷作了适当的处理,对活塞进行热负荷和机械负荷的耦合分析,得到了活塞在热负荷和机械负荷综合作用下的应力场和变形场,得到了活塞工作的危险部位。分析结果表明活塞的综合应力和变形均在活塞材料允许的范围之内。最后,分别分析了环境温度对活塞温度场分布的影响,以及回油孔对活塞温度场分布和热应力场分布的影响。　　 通过对活塞热负荷和机械负荷的有限元分析,可缩短活塞的设计周期,可作为优化该柴油机活塞或强化该柴油机的科学依据之一,也为同类机型活塞设计提供一定参考。