随着法规和客户对发动机日益苛刻的要求,活塞的设计及优化成为发动机开发的关键之一,活塞设计会影响到发动机的动力性能、寿命可靠性以及经济性。本文结合国内外活塞设计开发成果及自身工作经验,对某1.2L发动机的活塞进行优化设计,制定一套较为完善的活塞优化设计和验证方法。通过一维计算优化活塞关键尺寸,然后利用UG软件建立模型和Hypermesh软件处理网格,再利用ANSYS软件进行数值模拟分析。模拟结果获得活塞温度分布场、热-机耦合应力场、结构安全系数等参数,确保活塞结构强度。最后利用AVL软件进行活塞二阶运动模拟分析,采用正交实验设定活塞多因子优化设计方案,对比计算结果选取优化方案。活塞优化设计通过活塞本体实验和发动机实验进行实验验证:活塞销孔疲劳实验、裙部疲劳实验和活塞温度场实验对活塞结构设计进行验证;发动机热拉缸实验和耐久实验验证活塞形线设计和活塞寿命。同时根据经验建立活塞残余硬度表,通过活塞残余硬度考察活塞实际运行温度。