我国最严国六B排放标准将于2023年全面实施,为达到能耗排放等指标要求,众多先进燃烧技术被应用于发动机中,以实现充分燃烧的目的,与此同时,这些措施也使缸内爆压、缸内温度等负载条件愈发苛刻,与其直接接触的活塞等部件更易出现疲劳、磨损等失效形式。必须采取相应的改进措施,如优化材料理化性能及结构强度等。相关研究表明,发动机高负荷化是造成活塞疲劳损伤破坏的最直接原因,而活塞的疲劳损伤在活塞失效中占有较高的比例,严重影响发动机工作的可靠性,成为发动机进一步发展的薄弱环节。为了满足发动机性能的要求,一些新型铝合金材料被相继的开发和使用,如新型的铝合金材料174与174+。虽然这两种新材料活塞能够满足发动机要求,但是其一些基本物理性能及疲劳性能均需要测量,本文以这两种新型铝合金活塞为研究对象,系统的检测了两者的化学成分与金相结构,制备试样并实施了系统的材料高温疲劳试验和零件高周疲劳试验,本论文主要进行了以下三个主要方面的研究:(1)铝合金活塞材料基础物理特性研究,对试样基础物理特性、基础热物理性能及常规力学性能进行了系统的测试,获得了材料在常温情况下的密度、硬度、测量了其不同温度下的导热系数、抗拉强度、弹性模量、热膨胀系数。(2)铝合金活塞材料热疲劳特性研究,研究174与174+这两种铝合金材料在不同温度下的高温应力疲劳性能,并且根据实验结果绘制了循环应力曲线。进行销孔疲劳试验,观察了销孔裂纹的表面形貌以及金相组织,分析了蠕变变形与疲劳之间的关系。(3)铝合金活塞疲劳寿命的有限元模拟计算研究,以174铝合金活塞为研究对象,建立活塞实体模型,利用测量的真实试验数据与经验数据代入有限元模型中进行进行了有限元模拟计算,与台架试验结果进行对比,以此优化了计算结果,为提高活塞的可靠性提供设计支撑。