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集成有汽车尾气温差发电装置的车辆排气系统模态分析
| 论文题名： | 集成有汽车尾气温差发电装置的车辆排气系统模态分析 |
| 关键词： | 汽车尾气;车辆排气系统;温差发电装置;模态分析 |
| 摘要： | 随着汽车工业的蓬勃发展，汽车保有量快速增长，让原本不容乐观的能源问题更加严重。在新能源汽车刚起步，发展并不成熟的过度阶段，如何让传统能源得到最大化的有效利用成了目前最实际也最迫切的任务。燃料在发动机中燃烧所产生的热能中的很大一部分通过尾气散失掉了，因此从汽车尾气废热的回收利用着手对于提高燃料的有效利用率将有很大的现实意义。 模态属于机械系统自身固有的属性，每一阶的模态参数值是不会因外界因素的变化而变化的。模态分析作为NVH特性分析的基础，主要用于了解机械结构的振动特性，得到所需模态参数值，通过模态分析可初步判断机械结构可能存在的振动噪声等问题并做进一步的优化设计，从而有效改善结构的NVH特性。 本文的重点是构建集成有尾气废热温差发电装置的车辆排气系统有限元模型，基于其模态分析结果探索排气系统的结构优化方法，并对其悬挂点的布置方案进行优化设计，从而保证排气系统和热电系统可靠的工作性能以及车辆良好的NVH特性。为实现这一目标，主要做了以下几方面的工作： （1）首先基于ANSYS分析软件建立汽车尾气废热温差发电装置有限元模型，根据其模态分析结果，针对装置结构的不足之处进行必要的局部优化设计，从而保证发电装置集成于排气系统后的可靠性。 （2）通过对参考车型排气系统表面温度在不同工况下的实车测量，以及对某发动机排气系统表面温度分布的台架实验，综合考虑排气系统结构、车底布置空间及温差发电装置最优的工作温度范围，寻求温差发电装置和试验车型排气系统的最优集成方案。 （3）构建集成有温差发电装置的排气系统有限元模型，对其进行相关模态分析，根据模态分析所得的固有振动特性，对比试验车型怠速和经济时速时发动机的激振频率范围，判断是否会有共振的发生，并提取关键阶数的模态振型图进行分析，结合振型的变化，更进一步了解排气系统的振动特性。 （4）从振动特性的角度出发，基于自由模态及ADDOFD理论（即平均驱动自由度位移），对集成有温差发电装置的排气系统悬挂点进行优化设计，对吊挂点经过优化设计的排气系统重新进行约束模态计算，对比分析优化设计前后的约束模态计算结果，评价优化效果。 |
| 作者： | 殷淑娥 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东;苏楚奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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