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文檔簡介
1、近年來發(fā)展起來的緊耦合式排氣歧管能夠很好的解決汽車?yán)鋯与A段污染物排放的問題,這是因?yàn)槿呋髋c排氣歧管組合成一體,在冷啟動階段,催化劑能很快達(dá)到起燃催化溫度,大大減少了污染物的排放量。作為新發(fā)展起來的一種排氣歧管形式,目前學(xué)者們對緊耦合式排氣歧管熱結(jié)構(gòu)性能的分析還比較少,又因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)形式、使用材料不同于傳統(tǒng)的排氣歧管,其長期承受高溫和常溫之間循環(huán)的溫度作用,又受到來自周圍部件傳遞來的振動激勵作用,工作環(huán)境非常惡劣,所以有必要對其熱結(jié)
2、構(gòu)性能進(jìn)行分析研究。
基于以上背景,本文對某企業(yè)新開發(fā)設(shè)計的一款緊耦合式排氣歧管進(jìn)行了熱結(jié)構(gòu)性能分析研究,主要目的是考察其是否滿足使用要求。本文運(yùn)用計算機(jī)數(shù)值模擬的方法,對該緊耦合式排氣歧管從溫度場、結(jié)構(gòu)模態(tài)、熱應(yīng)力及低周熱疲勞壽命等幾個方面進(jìn)行了熱結(jié)構(gòu)性能的計算分析。
主要工作內(nèi)容如下:
?。?)依據(jù)企業(yè)提供的發(fā)動機(jī)及排氣系統(tǒng)設(shè)計參數(shù),運(yùn)用GT-power軟件建立了帶有排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)一維仿真模型,并基于發(fā)
3、動機(jī)的外特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的合理性,最后得出了下一步計算分析所需的邊界條件。
?。?)運(yùn)用流體仿真軟件STAR-CCM+與固體仿真軟件ABAQUS聯(lián)合仿真分析了流固耦合換熱問題,依據(jù)HB5217-1982《金屬低周熱疲勞試驗(yàn)方法》,對該排氣歧管進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)流固耦合換熱分析,通過計算得出了流體域外壁面的溫度場和對流換熱系數(shù)場,同時也得出了固體域的溫度場。
?。?)基于上一步得到的固體域溫度場,計算并分析了該排氣歧管的熱模
4、態(tài)參數(shù),并對其模態(tài)固有頻率做了評價。計算了不同溫度載荷下的結(jié)構(gòu)約束熱模態(tài),總結(jié)出了溫度載荷對結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響規(guī)律。
?。?)在周期循環(huán)溫度載荷作用下,對該排氣歧管結(jié)構(gòu)的熱變形、熱應(yīng)力、等效塑性應(yīng)變進(jìn)行了仿真分析,依據(jù)Manson-Coffin公式估算出了該排氣歧管的低周熱疲勞壽命。在以上分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,對該排氣歧管進(jìn)行了改進(jìn)。
分析結(jié)果表明:溫度的升高對結(jié)構(gòu)模態(tài)的固有頻率有降低的效應(yīng),并且模態(tài)階次越高降低的幅度越大,此
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