面向熱固問題的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文論述了國內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析研究的現(xiàn)狀，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)過程中出現(xiàn)問題的解決方案及目前獲得的研究成果。同時(shí)根據(jù)實(shí)際的課題提出研究目的和意義，并結(jié)合企業(yè)要求提出了具體的目標(biāo)和內(nèi)容。
　　首先對課題研究所涉及到的主要理論進(jìn)行了分析研究，其中包括結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析理論、諧響應(yīng)理論、發(fā)動(dòng)機(jī)出口熱負(fù)荷理論、流固耦合理論和結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論。
　　接著重點(diǎn)研究了排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了排氣系統(tǒng)的主要零部件

2、以及它們之間的連接關(guān)系，并結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和企業(yè)的實(shí)際要求，提出了面向熱固問題的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析的總體研究方案。
　　隨后針對固體結(jié)構(gòu)問題，重點(diǎn)分析了排氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。首先對發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)整體模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算，同時(shí)結(jié)合結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析研究了排氣系統(tǒng)在共振區(qū)域附近所受到的動(dòng)應(yīng)力，尤其要重點(diǎn)分析結(jié)構(gòu)開裂處的動(dòng)應(yīng)力大小，其中諧響應(yīng)計(jì)算時(shí)所采用的載荷激勵(lì)是根據(jù)企業(yè)試驗(yàn)獲得的。最終根據(jù)振動(dòng)模態(tài)和諧響應(yīng)分析的計(jì)算結(jié)果，對排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特

3、性進(jìn)行良好的評估。
　　然后研究了排氣系統(tǒng)的熱問題，計(jì)算了熱負(fù)荷、熱變形及熱應(yīng)力對排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成的影響。主要模擬了發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況下排氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并采用了流固耦合的方法對發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的熱問題進(jìn)行了研究。在研究的過程中，首先模擬了排氣歧管的內(nèi)、外流場，得到了排氣歧管內(nèi)、外壁的熱邊界條件，再以熱邊界條件為載荷計(jì)算得到排氣歧管的溫度場，并利用溫度試驗(yàn)驗(yàn)證了溫度場計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。最終以溫度場為邊界條件，分析了排氣歧管總成的熱應(yīng)力