汽车排气系统局部疲劳耐久性试验仿真分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究．汽车排气系统局部疲劳耐久性试验仿真分析★侯献军郑灏刘志恩颜伏伍(武汉理工大学)【摘要】针对汽车排气系统局部结构的疲劳而寸久性试验周期长的问题，提出了基于MSC．Fatigue的CAE仿真分析方法建立了基于有限元法的某汽车排气系统计算模型．并模拟了该排气系统局部结构疲劳耐久性试验状态．获得3种方案相应工况下应力计算结果，进而利片jMSC．Fatigue对应力计算结果进行疲劳寿命分析。结果表明，按方案1没计的汽车排气系统表现出较均衡的疲劳寿命．、主题词：排气系统疲劳耐久性仿真分析中图

2、分类号：U464文献标识码：A文章编号：1000—3703(2011)03—0041—04SimulationandAnalysisofLocalFatigueDurabilityTestonVehicleExhaustSystemHouXianjun，ZhengHao，LiuZhien，YanFuwu(WuhanUniversityofFechnology)【Abstract]Toshortentheprolongedtestcyclesoflocalstructurefatiguedurabilitytestforthevehic

3、leexhaustsystem，asimulationandanalysismethodbasedontheCAEsoftwarenamedMSC．Fatigueisproposed．Modelofavehicleexhaustsystembasedonfiniteelementmethodisestablished．LocalstructurefatiguedurabilitytestfortheexhaustsystemissimulatedandresultsofstresscalculationofcmTespondingwo

4、rkeonditionsinthreeplansareobtained，andthenfatiguelifeanalysisoflocalstructurewithstresscalculatingresultisperformedthroughMSC．Fatigue．Theautomotiveexhaustsystemdesignaccordingtoplan1showsabalancedfatiguelife．Keywords：ExhaustSystem，FatigueDurability，SimulationAnalysis因此

5、．汽车排气系统局部疲劳耐久性试验重点考虑1前言的是吊钩位置以及消声器和管路连接处的失效l3_41疲劳失效是引起车辆零部件结构和功能失效本文针对为某车型设计的排气系统3种设计方案．的最主要原因和常见形式之一．因此．在设计车辆分别对前消声器和主消声器结构进行了模拟疲劳耐零部件时．对其结构和功能进行疲劳失效的预估久性试验的仿真分析计是十分必要的llI早期对车辆零部件的疲劳失效估计局限于周期较长、投入较大的耐久性试验．2排气系统结构设计方案但是随着有限元方法的广泛应用和断裂力学理论受底盘设计影响．为该车型设计的排气系统的深入发展．使用计算机辅

6、助设计技术已能模拟各方案外部形状(图1)基本一致图2所示为各疲劳耐久性试验．从而帮助工程技术人员进行抗方案共用的前消声器设计结构3种设计方案区疲劳断裂设计别在于主消声器内部结构．如图3所示方案1主将上述思想应用到汽车排气系统局部疲劳耐久消声器采用3腔结构设计：方案2主消声器采用性试验上，不仅能够促进产品结构和性能的优化、缩短产品的设计开发周期．进而还能提高车辆行驶的4腔结构设计：方案3主消声器同样采用3腔结安全可靠性通常情况下．汽车排气系统疲劳破坏构设计．相对方案1．该方案改变了各腔隔板相对与自身结构、材料和安装固定方式都有直接关系【

7、2】，位置基金项目：国家863计划项目(2009AA064804)。2011年第3期学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究·局部疲劳耐久性仿真分析工作包括两部分内容，即基于有限元法的结构应力分析和对结构应力结果的耐久性分析_3J。4结构应力分析图1某车型排气系统维CAD模型4．1有限元网格划分有限元网格划分的基础是排气系统结构的三维CAD模型在保证有限元网格模型与实际三维模型一致的前提下．对局部位置进行简化．如消声器内部图2前消声器结构三维模型管路上的网孔前消声器部位和主消声器部位有限元网格的划分在Hypermesh中

8、完成．划分过程主要依据以下各项原则[，I：a．排气消声器筒体、管体和焊接部位均采用(a)方案1(b)方案2壳单元shell进行网格划分．并完成厚度和材料信息定义：b．排气系统吊钩用实体单元solid进行有限元网格划分，并