汽车排气歧管设计理论的研究

《汽车排气歧管设计理论的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号——UDC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——密级学校代码劣海程歹大字学位论文10497英文题目StudyOnDesignTheoryofanAutomobileExhaustManifold研究生姓名型堕主指导教师姓名——旦塑蕉二—一职称教授单位名称盛垫墨三．盘茎邮编!!!!!!副教授副指导教师单位名称童墨墨三苤鲎邮编!!!!!!单位名称童墨墨三苤鲎邮编!!!!!!申请学位级别亟±学科专业名称垫趟三堡论文提交日期!Q!!生』旦论文答辩H期!!!；生i旦学位授予单位盍墨墨兰盘鲎学位授予日期答辩委员会主席．塑些垒塾撞评阅入塑些塞耋咝苤整鳌型丝篮2013年5月

2、独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文使用授权书∞B．S、弘本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保

3、存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：剀磁萼导师(签名)：疾P甲呈日期加膀￡·知INU中文摘要汽车排气歧管是将发动机工作时产生的废气，从多个汽缸中顺利排出的重要零件，其结构设计的好坏会直接影响着汽车的舒适性、废气的顺利排放、废气的催化转换处理和发动机的效率。排气歧管的振动特性会影响汽车的舒适性，也会影响其自身的寿命：同时它的结构会影响内流体的速度、温度和压强分布，速度场决定是否排气的顺畅，温度场决定着催化转换器的效率，排气背压则会影响发动机的效率：排气歧管的热

4、应力分布直接影响着排气歧管的热疲劳寿命。因此，排气歧管的设计需要从多个方面进行综合考虑，一方面需要满足其使用要求，另一方面还需要保证其工作寿命。目前，排气歧管的失效现象时有发生，排气歧管的使用要求也越来越高，因此提出一种统一全面的设计理论十分必要。首先通过对排气歧管振动特性的研究，建立了排气歧管的几何模型和有限元模型，对排气歧管进行了自由模态和约束模态分析，通过分析，得到了排气歧管振动特性良好的结论。其次通过对排气歧管内流体的研究，建立了发动机的GT-power模型和排气歧管内流体的有限体积模型，进行了内流体耦合仿真，分析了内流体的速度场、温度场和压强场，得到了排气歧管的结构能够满足催化转

5、换器和发动机效率的要求，不需要对排气歧管结构进行优化的结论。然后通过对排气歧管热应力的研究，建立了排气歧管GT-power模型和有限元模型，对排气歧管进行了热分析和两种约束情况下的热应力分析，得到了排气歧管的最大热应力在其出口处和入口1处，以及约束对排气歧管的热应力会产生很大的影响的结论。最后利用Manson．Coffin公式对排气歧管进行了热疲劳寿命分析，得到了排气歧管需要采取改善约束条件等措施的结论。本文的研究表明，该汽车排气歧管不会发生共振，其振动特性能够满足要求；其内流体的流速和温度也能够满足催化转换器的使用要求，并且其压强不会影响发动机效率；排气歧管需要采取改善约束条件等措施，来

6、增加其热疲劳寿命。本文能够仿真得到排气歧管的使用性能和寿命性能，为改善排气歧管的结构设计提供了一种统一全面的设计方法。关键词：排气歧管，振动特性，流体分析，热应力，热疲劳Abstract砀eexhaustmanifoldwhichexhauststhewastegasfromanumberofcylindersisanimportantpartofautomobile．11lecomfortofvehicle，theexhaustandcatalyticconversionofthewastegasandtheefficiencyoftheenginearedirectlyaffected

7、bytheperformanceoftheexhaustmanifold．而evibrationfeaturesoftheexhaustmanifoldaffectsthecomfortofvehicleanditsownlifetime．nlestructureofexhaustmanifoldaffectsthedistributionofvelocity,temperatureandpressureoftheflu