原文传递
汽车排气系统结构强度及焊接疲劳分析
| 论文题名： | 汽车排气系统结构强度及焊接疲劳分析 |
| 关键词： | 汽车排气系统;结构强度;有限元法;模态分析;焊接疲劳寿命 |
| 摘要： | 汽车排气系统是车辆的重要组成部分，负责发动机尾气排放。它的降噪、尾气净化和压力损失等问题已受广泛的关注，但其结构强度和焊接疲劳耐久性却没有引起足够的重视，已经逐渐成为人们关注的重点。鉴于国内排气系统在这方面研究较少，与国外同期研究水平差距极大，所以，有必要加强该领域的研究，以尽快弥补我国在这方面的不足，所得到的研究成果将对该领域有一定程度的补充，可作为排气系统早期研发设计的重要参考。 本文针对排气系统结构的弹性悬挂和刚性连接多自由度复杂的特点，结合排气系统的结构设计，根据排气系统各个部分的特点，对其进行简化，在HyperMesh软件中完成了某车型排气系统有限元网格划分及模型建立。同时对排气系统在各种工况下进行加载，完成了汽车排气系统的静力分析。 分别对车辆排气系统在自由状态和约束状态两种边界约束条件下的振动情况进行模态分析，得到了系统在各阶模态下的主要固有频率和振型。然后，通过实验模态分析获得了车辆排气系统在这些状态下的振动固有频率及振型，通过仿真和试验结果相比较，可知相对应的各阶固有频率和振型基本吻合，说明了该排气系统的挂钩位置分布比较合理，同时也反映了该系统的有限元计算模型的置信度较高。为了进一步验证验证悬挂位置的合理性，进行了排气系统动力分析，获得挂钩的传递力十分合理，表现出其结构强度较高以及整体结构设计比较好。 排气系统焊接疲劳失效最易发生处为消声器部分，因此消声器的焊接疲劳寿命对整个排气系统的使用寿命有重大的影响。基于高准确度的计算模型，对排气系统消声器模型施加载荷后在NASTRAN中完成了其应力分析，获得了排气系统消声器的应力分析结果。然后将该结果导入到MSC.Fatigue中，完成材料S-N曲线和载荷特性的设定后，利用损伤累积理论对排气系统消声器进行了焊接疲劳寿命分析。根据应力和疲劳分析结果云图可知应力较大处和寿命较低处能基本吻合，且都在焊缝处，通过分析结果得到排气系统的疲劳耐久性十分可靠，满足要求。 |
| 作者： | 李金龙 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 侯献军;刘志恩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
