为研究振荡冷却活塞在热负荷、机械负荷及热机耦合作用下的应力应变分布，采用VOF（Volume of Fluid）多相流模型、动网格技术等对活塞内冷油腔内机油的振荡传热过程进行Fluent数值模拟，得到内冷油腔各壁面换热系数；将结果映射到活塞固体表面，对活塞分别加载热负荷、机械负荷以及热机耦合作用，对比分析活塞在内冷油腔冷却前后的温度场变化，得到其热应力、机械应力以及耦合应力的变化规律。结果表明：采用内冷油腔进行冷却后，活塞各区域温度均有不同程度地下降，其中活塞最高温度下降7.5%，活塞受热机耦合作用下的最大应力小于两者单独作用的结果之和，这说明是两种载荷综合作用的结果。进行油腔振荡冷却后，活塞的热应力和耦合应力也有不同程度地降低，表明采用内冷油腔冷却对提高活塞强度具有重要作用，所得结果对活塞的冷却设计具有指导意义。