本文以某型高强化指标柴油机的组合式活塞为研究对象，开展了基于瞬态热机耦合分析方法的强度评估技术研究，重点完成了活塞热机耦合分析的理论模型及有限元分析模型建立，活塞温度场、热流密度及瞬态热-机耦合应力分析方法优化，活塞结构参数对耦合应力的影响规律分析等四项研究内容。论文的主要工作内容如下：
　　1、建立了活塞瞬态热机耦合分析的有限元计算模型，并以单缸柴油机活塞为具体研究对象，分析了有限元网格尺寸对计算精度的影响规律，结合试验数据采用反求法优化了热机耦合的计算边界条件，引入接触热阻修正了活塞头部与裙部的温度计算误差。通过试验数据的对比校核，所建立的有限元模型计算误差小于10%。
　　2、采用所建立的有限元模型深入分析了活塞瞬态温度及热流密度的变化规律，发现活塞温度场在燃气侧存在温度波动临界层，随后深入探究了换热系数与温度临界层的关系，分析了活塞顶面、冷却腔、环区等不同区域的换热系数对温度临界层的影响规律，结果表明对临界层影响最大的是顶面换热系数，冷却腔次之，环区最小，为活塞结构优化及强度评估提供了分析思路。
　　3、建立了包含热应力、机械应力及往复惯性力的热机耦合计算模型，优化了活塞耦合计算中的约束加载方式，并对活塞热应力、机械应力和耦合应力分布规律进行了瞬态分析，计算结果表明耦合应力的最大值出现在连接螺栓的底部，最大耦合变形达到了约0.95mm，反映了活塞在真实工作环境中的应力状态，为活塞的疲劳寿命分析和可靠性设计提供理论依据。
　　4、采用所建立的瞬态热机耦合计算模型，开展了活塞结构参数与耦合应力分布规律的相关性分析计算。详细分析了活塞顶面形状和厚度、第一环岸高度、火力岸高度、冷却腔面积和结构等参数对温度场、耦合应力分布及变形的影响规律，并以单缸柴油机活塞为例验证了分析方法的合理性。
　　本文所建立的柴油机活塞热机耦合模型能够详细计算柴油机活塞温度场、应力场及热流密度的变化规律，所提出的热机耦合分析方法对活塞的结构优化设计及热负荷分析评估具有一定的指导意义。