PA6活塞在东风系列机车上一直使用状态良好,但在2001年铁路大提速以后,机车的负载加大,280活塞在机车中修期内相继发生了因活塞裙部裂损而导致的车辆事故。针对活塞裙裂损失效现象,戚墅堰机车车辆工艺研究所提出了活塞裙小裆不加工的改进方案。 为了查找280组合活塞的失效原因,并评估280活塞的设计改进效果,对原280活塞及其改进方案在工作条件下的温度应力耦合场进行了三维有限元分析计算,同时通过对其相关力学性能包括高温抗拉强度及硬度,化学成分等进行分析测试对活塞所用三种原材料进行了对比分析。考虑到280组合式活塞结构上的复杂性,采用了先在PRO/E中建模,后导入ANSYS中分网加载计算的基本方案。结果表明：参考特征点温度的计算值与实验测定值吻合,说明所得的结果基本可靠。改进设计对活塞工作时温度场的影响不大。改进后螺栓座面处温度较原设计有3℃～7℃的降低。在工况三,四条件最大应力区域在活塞铝裙的档部靠近螺栓座面处,这与实际的失效位置相符合。在工况四条件铝裙改进后在易失效的螺栓座面过渡圆角区域应力有明显的下降,最大降幅超过15％。在工况三条件铝裙改进后在易失效的螺栓序面过渡圆角处应力无明显的下降。但在容易失效的应力较大处的几个点处的应力均有所下降,最大的应力降幅达6.1％。原材料对比测试分析结果表明,综合而言,美国原料的性能优于俄罗斯与中国原料,而后两者性能基本相当。