面向熱固問題的發(fā)動機排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計研究.pdf

1、本文論述了國內(nèi)外汽車發(fā)動機開發(fā)設(shè)計的發(fā)展歷程和發(fā)動機排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析研究的現(xiàn)狀，研究了發(fā)動機開發(fā)過程中出現(xiàn)問題的解決方案及目前獲得的研究成果。同時根據(jù)實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和內(nèi)容。
　　首先對課題研究所涉及到的主要理論進行了分析研究，其中包括結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析理論、諧響應理論、發(fā)動機出口熱負荷理論、流固耦合理論和結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論。
　　接著重點研究了排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，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)特點和企業(yè)的實際要求，提出了面向熱固問題的發(fā)動機排氣系統(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，重點分析了排氣系統(tǒng)的動態(tài)特性。首先對發(fā)動機排氣系統(tǒng)整體模態(tài)進行了計算，同時結(jié)合結(jié)構(gòu)的諧響應分析研究了排氣系統(tǒng)在共振區(qū)域附近所受到的動應力，尤其要重點分析結(jié)構(gòu)開裂處的動應力大小，其中諧響應計算時所采用的載荷激勵是根據(jù)企業(yè)試驗獲得的。最終根據(jù)振動模態(tài)和諧響應分析的計算結(jié)果，對排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動特

3、性進行良好的評估。
　　然后研究了排氣系統(tǒng)的熱問題，計算了熱負荷、熱變形及熱應力對排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成的影響。主要模擬了發(fā)動機穩(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)動機排氣系統(tǒng)的熱問題進行了研究。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算得到排氣歧管的溫度場，并利用溫度試驗驗證了溫度場計算結(jié)果的準確性。最終以溫度場為邊界條件，分析了排氣歧管總成的熱應力