本文關(guān)鍵詞：基于逆向工程的汽車排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 排氣系統(tǒng) 逆向工程 流體分析 模態(tài)分析

【摘要】：近年來(lái),我國(guó)汽車保有量不僅數(shù)量龐大而且保持較快的增長(zhǎng)速度。隨之而來(lái)的空氣和噪聲污染等環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的重視,不僅如此,現(xiàn)在人們對(duì)汽車各方面的性能要求也越來(lái)越多,比如:性價(jià)比高、安全、舒適性好等。針對(duì)以上問(wèn)題,其中一個(gè)重要工作就是設(shè)計(jì)一款品質(zhì)優(yōu)良的排氣系統(tǒng),它不僅能緩解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)引起的空氣和噪聲污染等環(huán)境問(wèn)題,而且在提高整車NVH性能方面也有著非常重要的作用。另外,面對(duì)國(guó)外龍頭車企嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),民族車企要想有立足之地就必須不斷進(jìn)行自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新,形成自己的汽車設(shè)計(jì)體系并對(duì)市場(chǎng)需求有著敏捷的反應(yīng),力求用最短時(shí)間生產(chǎn)出適應(yīng)市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。因此在我國(guó)民族車企起步晚,研發(fā)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)都相對(duì)落后的狀況下,逆向工程技術(shù)與CAE分析技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目,第一部分首先利用三維激光掃描儀對(duì)標(biāo)桿車排氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)物掃描,獲得其表面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。利用大型三維CAD建模軟件CATIA的逆向工程模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,然后對(duì)處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模,由于排氣系統(tǒng)主體是典型的3D彎管類薄壁結(jié)構(gòu),因此本文重點(diǎn)介紹了對(duì)本類問(wèn)題的逆向建模方法,最后結(jié)合底盤硬點(diǎn)布置,獲得了排氣系統(tǒng)最終三維數(shù)模。第二部分應(yīng)用大型商用CFD分析軟件ANSYS FLUENT對(duì)其冷端內(nèi)流場(chǎng)的壓力場(chǎng),溫度場(chǎng),速度場(chǎng)和湍動(dòng)能場(chǎng)進(jìn)行模擬,并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了理論分析,發(fā)現(xiàn)引起壓力損失,能量損耗以及湍動(dòng)能的原因主要是由主消內(nèi)的進(jìn)、出氣內(nèi)插管的插入深度,隔板位置,以及它們上面的微孔數(shù)量等造成的。針對(duì)分析結(jié)果并結(jié)合相關(guān)理論知識(shí),對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改型設(shè)計(jì),主要措施是縮短了進(jìn)、出氣內(nèi)插管的入口深度,同時(shí)為了過(guò)渡因流域截面突變而引起的速度驟增,渦流等現(xiàn)象的產(chǎn)生,將出氣內(nèi)插管口改成了喇叭狀,結(jié)構(gòu)改進(jìn)后又進(jìn)行了內(nèi)流場(chǎng)CFD分析。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后,減少了主消內(nèi)噴射流,渦流以及回旋流的產(chǎn)生,使多種流態(tài)氣體的運(yùn)動(dòng)趨于相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài),緩解了因勢(shì)核、干涉,碰撞等原因造成的阻力增大、能量損耗的狀況。改進(jìn)后達(dá)到了項(xiàng)目要求。最后,應(yīng)用大型動(dòng)力學(xué)分析軟件NASTRON對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行有約束模態(tài)分析,得到了其固有頻率與整車固有頻率的關(guān)系,并找到了整個(gè)系統(tǒng)中振點(diǎn)較小的位置,為吊耳的布置提供了理論參考依據(jù)。通過(guò)逆向工程技術(shù)和有限元分析技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,最終高效的獲得了一個(gè)與標(biāo)桿車相似但又不至于侵權(quán),而且在性能上又對(duì)原有車型有所超越的新排氣系統(tǒng)。而且這種方法也為以后消聲器的設(shè)計(jì)提供了一種新的參考。
【關(guān)鍵詞】：排氣系統(tǒng) 逆向工程 流體分析 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 排氣系統(tǒng)概述12-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 逆向工程概述及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 逆向工程概述16-19
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀19
• 1.4 逆向工程與有限元技術(shù)在微客車排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的聯(lián)合應(yīng)用19-20
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 排氣系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)采集及處理22-26
• 2.1 三維數(shù)據(jù)采集22-23
• 2.1.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)概述22
• 2.1.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)備及方法22-23
• 2.2 數(shù)據(jù)處理23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 排氣系統(tǒng)曲面重建26-34
• 3.1 坐標(biāo)對(duì)齊26-27
• 3.2 確定數(shù)模構(gòu)建基準(zhǔn)27
• 3.3 數(shù)模重建27-29
• 3.4 排氣系統(tǒng)主要參數(shù)匹配計(jì)算29-33
• 3.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明29-30
• 3.4.2 輸入條件30
• 3.4.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證30-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 排氣系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬34-52
• 4.1 計(jì)算流體力學(xué)基本理論34-40
• 4.1.1 計(jì)算流體力學(xué)概述34-36
• 4.1.3 流體動(dòng)力學(xué)控制方程36-38
• 4.1.4 求解算法38-39
• 4.1.5 計(jì)算流體力學(xué)求解過(guò)程39-40
• 4.2 仿真建模40-44
• 4.2.1 計(jì)算域模型40-41
• 4.2.2 計(jì)算域模型簡(jiǎn)化41
• 4.2.3 內(nèi)流道抽取41-42
• 4.2.4 網(wǎng)格劃分42-43
• 4.2.5 計(jì)算模型選定43
• 4.2.6 邊界條件設(shè)置43-44
• 4.3 結(jié)果分析44-51
• 4.3.1 主消內(nèi)流場(chǎng)分析44-49
• 4.3.2 副消聲器內(nèi)流場(chǎng)分析49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)52-58
• 5.1 改進(jìn)目標(biāo)52
• 5.2 改進(jìn)措施52-53
• 5.3 改進(jìn)前后流場(chǎng)對(duì)比53-57
• 5.3.1 壓力場(chǎng)對(duì)比53-54
• 5.3.2 溫度場(chǎng)對(duì)比54-55
• 5.3.3 速度場(chǎng)對(duì)比55-56
• 5.3.4 湍動(dòng)能場(chǎng)對(duì)比56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第6章 排氣系統(tǒng)的約束模態(tài)分析58-64
• 6.1 任務(wù)的描述58
• 6.2 模態(tài)分析理論及相關(guān)軟件簡(jiǎn)介58-59
• 6.3 模型網(wǎng)格劃分59
• 6.4 配重描述59-60
• 6.5 邊界條件60
• 6.6 分析結(jié)果60-63
• 6.7 本章小結(jié)63-64
• 第7章 總結(jié)與展望64-67
• 7.1 論文總結(jié)64-66
• 7.2 論文展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 石諾;基于逆向工程的三維數(shù)字化測(cè)量技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：743241