活塞-缸套系统是发动机中工作环境最为恶劣的系统之一,其状态直接影响着内燃机的寿命以及排放性能。活塞-缸套系统的摩擦损失占内燃机总机械损失的一大部分,而振动对摩擦磨损特性有着很大影响,因此研究活塞-缸套系统的振动与摩擦磨损特性非常重要。本论文依托国家内燃机重点实验室校企合作项目“柴油机活塞-缸套系统材料的润滑摩擦磨损机理基础研究”,对活塞-缸套系统的振动与摩擦磨损特性进行研究分析,论文主要工作内容如下:第一,设计活塞-缸套系统二维和三维试验机模型及其动力系统、测量系统和加载系统,完成立式摩擦磨损试验机的设计搭建。对试验机主要零部件进行有限元仿真分析。第二,利用设计的立式摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验。设计正交试验,探究速度、载荷、振动频率三因素多水平下的摩擦特性。通过正交实验的极差分析和方差分析,得到特定条件下速度、载荷、振动频率与摩擦系数之间的关系。第三,利用三维建模软件建立活塞-缸套系统三维模型,对活塞进行了刚度仿真计算,为系统多体动力学分析做好准备。利用有限元仿真软件ANSYS对活塞-缸套系统进行理想状态下的摩擦磨损仿真分析,分别计算了没有振动激励和受振动激励情况下的活塞缸套变形、应力分布以及摩擦应力,探究振动与摩擦磨损的关系。第四,利用多体动力学仿真软件EXCITE,建立活塞-缸套系统的多体动力学模型,计算特定工况下的活塞侧推力、活塞径向位移、活塞摩擦损失和活塞环的摩擦力。然后对活塞进行了局部结构改进,探究活塞-缸套系统基于振动的摩擦磨损变化。