收藏本站
《广东工业大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

车用发动机排气歧管总成的疲劳可靠性优化研究

陈东兴  
【摘要】:随着国家排放标准的提高,发动机排气系统中催化载体越米越靠近排气歧管,最终排气歧管部分和催化器连成一体,排气歧管和催化器合成一体,合称排气歧管总成。排气歧管总成的工作条件恶劣,表层气体与内腔中气体温度相差很大,且长期处于循环交变温度载荷下,容易出现疲劳失效等现象,使发动机的废气排放增多、噪声变大、功率波动、甚至使发动机失效。 由于发动机的性能排气温度日益提高,因此对排气歧管总成的疲劳可靠性的要求也变得越来越高。应用有限元仿真技术分析其疲劳可靠性,优化其结构,可以有效的减少试验样机的数量,缩短产品的开发周期,从而达到降低成本,提高市场竞争力。本文采用仿真分析与发动机台架实验验证相结合,对排气歧管总成的振动和热疲劳问题进行了研究,目的就是找出其寿命薄弱处并进行结构优化。 本论文的主要研究内容如下: (1)对排气歧管总成进行三维模型建立,结合ABAQUS软件划分网格模型,对其进行了自由和约束模态分析,并探讨了温度对模态频率的影响,揭示温度对共振频率的影响规律。 (2)根据有限元模型进行热应力分析,基于应力分析结果,用名义应力法和损伤累积理论进行热疲劳分析,找出排气歧管总成结构应力集中处和最大应力大小。 (3)对排气歧管总成进行结构优化,根据初次仿真结果修改三维模型,再次分析优化后结构,得到结果是优化后排气歧管总成的各阶固有频率都有所提高,减少了共振发生几率,热应力分布均匀,最大应力也减小了7MPa,热疲劳性能符合设计要求。 (4)进行排气歧管总成可靠性试验,根据相关技术要求搭建实验台架,进行300小时的实验并采集相关数据,最后对实验结果分析。 研究结果表明:经过300小时疲劳可靠性实验后,排气温度劣化率小于5%,300h排气压力与0h时基本一致,排气歧管总成表面无裂纹、大变形;台架振动对比测试结果表明,优化后振动响应降低明显。因此,本研究仿真优化后的排气歧管总成是可靠的,抗疲劳能力符合设计要求。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U464.134.4

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李湘华;张小姣;;柴油机排气歧管流场分析与结构优化[J];柴油机;2006年04期
2 杨晓华,姚卫星,段成美;确定性疲劳累积损伤理论进展[J];中国工程科学;2003年04期
3 刘文光;陈国平;贺红林;吴晖;;结构振动疲劳研究综述[J];工程设计学报;2012年01期
4 姚起杭,姚军;结构振动疲劳问题的特点与分析方法[J];机械科学与技术;2000年S1期
5 陈德广;确定Corten-Dolan疲劳损伤公式指数d的试验方法探讨[J];机械强度;1996年01期
6 李红庆,杨万里,刘国庆,张劲,周浩;内燃机排气歧管热应力分析[J];内燃机工程;2005年05期
7 易太连;吴杰长;刁爱民;欧阳光耀;;基于有限元和FE-SAFE的柴油机排烟管振动下的疲劳寿命[J];内燃机工程;2008年03期
8 邓帮林;刘敬平;杨靖;冯仁华;付建勤;;基于双向流固耦合的汽油机排气歧管热应力分析[J];内燃机学报;2011年06期
9 刘志勇;夏毅敏;戴湘利;李湘华;;排气歧管开裂故障分析[J];实验力学;2007年05期
10 宫玉才,周洪伟,陈璞,袁明武;快速子空间迭代法、迭代Ritz向量法与迭代Lanczos法的比较[J];振动工程学报;2005年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李金龙;汽车排气系统结构强度及焊接疲劳分析[D];武汉理工大学;2011年
2 徐世珍;刹车鼓用钢优化设计及其热疲劳寿命评估[D];西安理工大学;2003年
3 董理;汽油机紧耦合式排气歧管振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 杨庆乐;基于ANSYS/FE-SAFE的强夯机臂架疲劳寿命分析[D];大连理工大学;2009年
5 沈渡;某车型排气系统疲劳耐久性分析[D];西南交通大学;2010年
6 高娟利;发动机排气歧管的疲劳性能研究[D];西安理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 施兴灿;赵美英;;二级载荷下复合材料层合板疲劳寿命预测[J];玻璃钢/复合材料;2010年01期
2 李长松;黄方林;;基于Matlab的连续梁桥动力响应分析[J];铁道科学与工程学报;2010年01期
3 李睿;鲍蕊;费斌军;;2024-T3铝合金孔板高低周复合疲劳试验研究[J];飞机设计;2010年03期
4 黄键;林晓辉;严世榕;;基于FLUENT的柴油机排气歧管内流场的数值模拟[J];福州大学学报(自然科学版);2010年01期
5 吕继组;白敏丽;邵治家;周剑;;柴油机排气过程流动的多维瞬态数值模拟研究[J];工程热物理学报;2008年11期
6 刘文光;陈国平;贺红林;吴晖;;结构振动疲劳研究综述[J];工程设计学报;2012年01期
7 刘建东;欧卫林;;机载星体跟踪器的随机振动与疲劳分析[J];光学与光电技术;2010年04期
8 胡迎春;朱慧;;基于分块法的人工髋关节模态分析[J];广西工学院学报;2011年02期
9 杨晓;郭涛;;CFD_FEA耦合计算分析发动机排气歧管热负荷[J];装备制造技术;2010年10期
10 李秀梅;吴锋;黄哲华;;PCG法的理论解释及在结构分析中的应用[J];广西大学学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 杨万均;施荣明;;随机振动疲劳寿命预测方法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
2 官玉才;陈璞;;子空间迭代法的一种新改进方案[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
3 王东锋;汪定江;王新坤;;构件安全疲劳寿命估算中的p-S-N曲线修正[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
4 姚起杭;姚军;;工程结构的振动疲劳问题[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
5 程武超;赵新武;党波涛;;球化合金和孕育方法对GhMoRct(QTRSi4Mo1)球墨铸铁组织及性能的影响[A];2009中国铸造活动周论文集[C];2009年
6 宋立新;侯之超;毛显红;;汽车后扭力梁工作模态的试验分析[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢西伟;城市轨道交通能馈式牵引供电系统可靠性、疲劳损伤评估及维护维修方法研究[D];北京交通大学;2011年
2 付江华;轻型客车关键橡胶隔振件性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
3 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
4 高欣;在役钢管混凝土拱桥吊杆损伤与系统可靠性分析方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 劳达宝;室内测量定位系统发射站优化及校准技术研究[D];天津大学;2011年
6 刘文光;结构共振疲劳试验及裂纹构件的振动疲劳耦合分析[D];南京航空航天大学;2010年
7 张忠松;自由曲面高速铣削工艺规划与自主决策技术[D];吉林大学;2011年
8 朱顺鹏;高温复杂结构的混合概率故障物理建模与疲劳寿命预测[D];电子科技大学;2012年
9 关宏信;沥青混合料粘弹性疲劳损伤模型研究[D];中南大学;2005年
10 李其;抽油杆表面裂纹及剩余寿命的可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海荣;SECT-61T-8113型岸边集装箱起重机主起升滑轮磨损失效研究[D];华东理工大学;2011年
2 陈光;侧向支撑对圆弧拱平面外稳定性能影响的研究[D];昆明理工大学;2010年
3 王迎春;大跨钢框架结构钢梁施工过程整体稳定分析[D];昆明理工大学;2009年
4 陈贤波;桥式起重机寿命评估及起升能力提升[D];浙江大学;2010年
5 万婷婷;歧管式催化转化器的应力分析与结构优化[D];江南大学;2011年
6 成亚鹏;侧三支点多履带行走装置支撑球铰设计方法研究[D];吉林大学;2011年
7 张海燕;某轿车前副车架结构的有限元分析[D];吉林大学;2011年
8 谢亮;排气系统的传热及热性能研究[D];武汉理工大学;2011年
9 白洁;发动机歧管式催化转化器热流耦合分析[D];武汉理工大学;2011年
10 李冬;强夯机臂架疲劳寿命仿真分析[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白冰;关于夯锤冲击力大小的研究[J];地下空间;2000年02期
2 周健;张思峰;贾敏才;王冠英;;强夯理论的研究现状及最新技术进展[J];地下空间与工程学报;2006年03期
3 薛明德,丁宏伟,王利华;柴油机活塞的温度场、热变形与应力三维有限元分析[J];兵工学报;2001年01期
4 骆清国;刘红彬;龚正波;桂勇;;柴油机气缸盖流固耦合传热分析研究[J];兵工学报;2008年07期
5 江洪;陈德兵;赵金斗;;发动机排气歧管罩降噪分析与结构改进[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年02期
6 赵爱国,钟培道,习年生,陶春虎;高压涡轮导向叶片裂纹分析[J];材料工程;1998年12期
7 徐春龙,汪建华,王春发,刘海鸥;柴油机活塞低周热疲劳寿命预测[J];车用发动机;2000年02期
8 马向平,陈威,王书义,骆清国;特种车辆发动机排气管隔热方法研究[J];车用发动机;2004年06期
9 李湘华;张小姣;;柴油机排气歧管流场分析与结构优化[J];柴油机;2006年04期
10 姜再彬;电气化施工作业车排气系统的振动控制[J];电气化铁道;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李迎;内燃机流固耦合传热问题数值仿真与应用研究[D];浙江大学;2006年
2 袁爱民;基于灵敏度分析的有限元模型修正技术若干关键问题研究[D];东南大学;2006年
3 王明珠;结构振动疲劳寿命分析方法研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐世珍;刹车鼓用钢优化设计及其热疲劳寿命评估[D];西安理工大学;2003年
2 杨平;柴油机结构系统的模态分析[D];电子科技大学;2004年
3 孙伟;结构振动疲劳寿命估算方法研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 陶丽芳;汽车发动机排气系统性能分析研究[D];重庆大学;2005年
5 张泓;4G1发动机支架疲劳性能分析研究[D];东北林业大学;2006年
6 康钟绪;发动机排气消声系统仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 丁历伟;CA4D32柴油机机体有限元动力分析[D];大连海事大学;2007年
8 何屹;活塞在温度和机械载荷作用下的有限元分析[D];大连海事大学;2007年
9 高金贺;飞机结构联接件振动损伤特性研究[D];沈阳航空工业学院;2006年
10 韦倾;车轮钢制轮辋的有限元疲劳分析[D];广西大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈园明;许涛;;CFD技术在发动机排气歧管设计中的应用[J];内燃机;2011年02期
2 李伟;刘柯军;张义和;邹德志;;发动机排气歧管断裂分析[J];汽车工艺与材料;2006年06期
3 钱多德;姚炜;;汽油机排气歧管内流场CFD模拟[J];内燃机与动力装置;2010年05期
4 杨寿藏,陈云彪;发动机先进技术——进气和排气系统(二)[J];柴油机设计与制造;2001年04期
5 王然;王洪浩;;为什么排气歧管要做成奇形怪状?跑车下的文氏通道是指什么?[J];汽车知识;2003年09期
6 马帅营;陈传举;王雅丽;;发动机排气歧管稳流试验研究[J];内燃机与动力装置;2008年05期
7 李龙超;许涛;;某柴油机排气歧管的热固耦合分析[J];汽车工程师;2011年03期
8 ;进排气歧管加工自动线[J];汽车技术;1973年04期
9 王立新;刘斐;潘雪伟;;发动机排气歧管断裂分析及其设计改进[J];上海汽车;2007年12期
10 张俊良;利用机车本身零部件来判断故障[J];农机使用与维修;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴贵根;彭冬华;鲁萍;;发动机排气歧管管壁开裂失效分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
2 邓帮林;王宝林;李军成;冯仁华;许胜利;;某汽油机排气歧管热应力分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
3 石永泉;李健医;熊远梅;;汽车排气管用不锈钢及发展趋势[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年
4 冯长虹;;狠抓技术创新工作提升“飞龙”牌产品竞争力[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年
5 许亮斌;陈国明;;近海石油平台动态疲劳可靠性研究[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 姚广涛;资新运;;车用发动机机油品质监测[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
7 倪侃;张圣坤;;疲劳可靠性二维统计MINER准则[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
8 陈萍;盛美萍;陈晓利;;基于耦合的车用发动机减振降噪分析[A];2006’和谐开发中国西部声学学术交流会论文集[C];2006年
9 周金宇;谢里阳;朱福先;韩文钦;;基于随机化Basquin方程的结构系统疲劳可靠性模型[A];2009年全国机械可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会成立大会论文集[C];2009年
10 闫相祯;高进伟;杨秀娟;;J55油管的疲劳可靠性试验研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王兵;6BT排气歧管[N];中国汽车报;2000年
2 本报记者 梅振;通过安全装置保证客车安全[N];机电商报;2009年
3 证券时报记者 李彦 见习记者 马晨;西泵股份领军国内汽车水泵排气歧管制造[N];证券时报;2010年
4 证券时报记者 李彦 马晨雨;外销快速增长 西泵股份全年经营依旧乐观[N];证券时报;2011年
5 廖建国;汽车排气系统用不锈钢现状及发展趋势[N];世界金属导报;2004年
6 木青;车辆的夏季维护[N];中国机电日报;2000年
7 夏文俊;日产汽车本月底对“奇骏T30型”汽车实施召回[N];中国质量报;2005年
8 本报记者 潘忠颖;鑫达公司靠高新技术取得良好效益[N];中国高新技术产业导报;2002年
9 王斌 摘译;JFE钢公司生产的铁素体不锈钢及在汽车上的应用[N];世界金属导报;2004年
10 肖英龙;高强度、高耐蚀性和高耐热性日本汽车排气系统用不锈钢的现状及今后展望[N];世界金属导报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李捷辉;车用发动机瞬态空燃比控制研究[D];江苏大学;2007年
2 靳慧;工程机械金属结构系统疲劳可靠性分析研究[D];西南交通大学;2003年
3 阳光武;机车车辆零部件的疲劳寿命预测仿真[D];西南交通大学;2005年
4 冯国庆;船舶结构疲劳强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 开方明;铝内衬轻质高压储氢容器强度和可靠性研究[D];浙江大学;2007年
6 赵付舟;车用发动机混合涡轮增压系统的研究[D];南京理工大学;2010年
7 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
8 韩松;车用发动机智能冷却系统基础问题研究[D];浙江大学;2012年
9 张鹏伟;发动机机体疲劳可靠性模拟试验基础问题研究[D];浙江大学;2012年
10 幸坤涛;在役钢结构吊车梁疲劳可靠性与安全控制研究[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈东兴;车用发动机排气歧管总成的疲劳可靠性优化研究[D];广东工业大学;2013年
2 杨勇;基于呼吸系统的排气歧管设计及有限元分析[D];西安理工大学;2010年
3 陈礼;轿车发动机排气歧管总成优化与研究[D];广东工业大学;2012年
4 李利;汽油机不锈钢排气歧管的热负荷分析与优化[D];武汉理工大学;2012年
5 徐世龙;某汽油机排气歧管的热负荷研究[D];南京理工大学;2013年
6 杨明慧;基于有限元分析的发动机排气歧管优化设计[D];长安大学;2009年
7 马帅营;排气歧管流动阻力测试系统研制[D];河南科技大学;2009年
8 董理;汽油机紧耦合式排气歧管振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 薛子旺;发动机废气发电研究[D];河南农业大学;2010年
10 李建华;面向轻量化的发动机排气系统结构优化设计[D];武汉理工大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026