基于發(fā)動機(jī)激勵的排氣系統(tǒng)振動強(qiáng)度分析及優(yōu)化

摘 要：針對排氣系統(tǒng)開發(fā)過程中振動強(qiáng)度的設(shè)計，采用發(fā)動機(jī)加速度激勵作為振動源對某排氣系統(tǒng)進(jìn)行頻率響應(yīng)分析，得到薄弱零件各個頻率下的振動應(yīng)力曲線，結(jié)合零件材料性能對最大應(yīng)力進(jìn)行評價，根據(jù)評價結(jié)果對方案進(jìn)行優(yōu)化分析，對比優(yōu)化前后的振動強(qiáng)度，確定了最終優(yōu)化方案，為排氣系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計提供了一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：排氣系統(tǒng) 發(fā)動機(jī)激勵 振動強(qiáng)度 振動應(yīng)力

1 緒論

汽車排氣系統(tǒng)是車輛的重要系統(tǒng)之一，作為發(fā)動機(jī)的重要附件，主要負(fù)責(zé)將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢氣排出，同時凈化發(fā)動機(jī)廢氣，降低發(fā)動機(jī)噪聲[1]。隨著大家對環(huán)境保護(hù)的重視，排氣系統(tǒng)的廢氣凈化和噪聲降低等性能受到各大主機(jī)廠和排氣系統(tǒng)廠商的重視，但其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞耐久性能卻沒有給予足夠重視，導(dǎo)致在開發(fā)過程中出現(xiàn)路試斷裂情況，因此延誤了開發(fā)周期，所以有必要加強(qiáng)這方面的研究，找到合適的方法在前期開發(fā)階段對排氣系統(tǒng)的強(qiáng)度和疲勞耐久性能進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化，并形成系統(tǒng)的分析方法，為排氣系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計提供參考標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2 排氣系統(tǒng)振動強(qiáng)度分析

2.1 振動分析理論

頻率響應(yīng)分析主要用于計算結(jié)構(gòu)在周期振動載荷作用下對每一個計算頻率的動態(tài)響應(yīng)。計算結(jié)果包含實部和虛部，實部表示動態(tài)響應(yīng)的幅度，虛部表示動態(tài)響應(yīng)的相位角。頻率響應(yīng)分析主要有直接頻率響應(yīng)分析和模態(tài)頻率響應(yīng)分析兩種方式，其中直接頻率響應(yīng)通過求解整個模型的阻尼耦合方程，得出各頻率對應(yīng)外載荷的動態(tài)響應(yīng)[3]。……