汽车市场的激烈竞争，促使生产厂家极大地缩短了产品开发时间；另一方面，发动机朝着增压、高功率、轻量化方向的迅速发展，又使研究人员更加注重发动机强度问题的研究。从而也使许多新的研究方法应用其中，来解决影响发动机工作可靠性所遇到的问题。对于活塞这样承受很大热负荷的发动机关键零件，其热负荷和热强度问题是影响发动机耐久性、可靠性和经济性的关键问题。国外对于热负荷的研究已经深入到润滑油、积碳等细小而关键因素对发动机热负荷和热强度的影响。国内起步较晚，现在对于活塞热负荷问题的研究才从二维转向三维问题。本文建立了JL466Q发动机的四分之一活塞模型，采用有限元方法计算了活塞的机械强度、温度场和热应力，在温度载荷下热疲劳问题，获得了合理的计算结果。研究了活塞在燃气爆发压力和温度载荷共同作用下活塞的应力和变形机理，并进行了数值模拟，结果表明活塞在顶部以热应力为主，在裙部以机械应力为主。最后，本文研究了活塞顶部厚度对活塞温度场和热应力的影响规律：①活塞顶部厚度越小，活塞的整体温度将要升高，活塞顶部与活塞内腔的温差也要增大。②活塞顶部厚度越小，活塞的最大热应力值也将增大，从而使活塞的强度变低，活塞的寿命缩短，影响发动机的强化程度的提高。