内燃机活塞-环组-缸套、活塞销、连杆大端轴承、主轴承等运动摩擦副，是发动机将燃烧热能转化为机械能的关键部件，常在高温、高压、润滑不良的复杂条件下工作。现有研究中对接触界面的摩擦动力学耦合行为润滑域复杂边界的适应性、中高频的振动分析、计算收敛性和效率等存在不足。上海交通大学研发团队提出一种描述运动副润滑及三维柔体动力学行为的通用建模方法，并系统阐明发动机关键往复式运动副的敲击、振动及润滑耦合机理，深入分析激励在运动副接触界面间的传递规律，建立的仿真模型如图1所示，振动多介质传递过程如图2所示。

图1 活塞润滑模型

图2 振动多介质传递过程

活塞油膜压力和厚度仿真结果如图3、4所示，活塞环组运动如图5所示。

图3 活塞油膜压力

图4 活塞油膜厚度

图5 活塞环组运动

由图3~5可知：活塞-缸套运动副局部膜厚最薄和压力集中位置位于活塞裙部中轴线的左右两侧，相应位置发易发生磨损；特定的裙部型线可以同时减小摩擦功耗和降低敲击振动。该研究率先揭示了气环和油环环组的摩擦和复杂运动特性、环槽结构变形对环摩擦学性能的影响机制，总结了活塞环组装配位置对其初期润滑磨损特性的影响规律。该研究方法对提高整机可靠性、降低摩擦损失、抑制振动和噪声等具有重要的意义。

项目负责人简介：崔毅（1971-），男，上海交通大学研究员，博士生导师。主要从事内燃机摩擦磨损、振动疲劳及可靠性相关研究。主持国家自然科学基金等纵向项目12项，全国重点实验室基金2项，发表科技论文200余篇，荣获国家科技进步二等奖、上海市科技进步一等奖、机械工业科学技术奖技术发明一等奖。

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