發(fā)布時(shí)間：2017-05-16 09:25

  本文關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的疲勞性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,它的工作情況直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性和使用耐久性,同時(shí)又直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。排氣歧管的結(jié)構(gòu)和所處的工作環(huán)境都十分復(fù)雜,在工作狀態(tài)下排出的高溫廢氣使得排氣歧管溫度很高,且溫度分布很不均勻,導(dǎo)致排氣歧管產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形。熱負(fù)荷的周期作用將導(dǎo)致排氣歧管產(chǎn)生裂紋,但也不能排除排氣歧管裂紋的產(chǎn)生是由于共振引起的。 本文首先利用三維制圖軟件(Pro/E)建立了排氣歧管的整體模型,在ANSYS軟件中轉(zhuǎn)換成有限元模型：然后對其進(jìn)行了模態(tài)分析；接著探討了排氣歧管熱邊界條件的確定方法,并進(jìn)行了本文所特有的熱載荷邊界條件施加,用有限元法模擬了排氣歧管瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)溫度場；在此基礎(chǔ)上分別計(jì)算了這兩種溫度載荷作用下的熱變形、熱應(yīng)力以及應(yīng)變；最后基于熱應(yīng)力分析的結(jié)果,用ManSon-Coffon公式對排氣歧管進(jìn)行了疲勞壽命的估算。 通過本文的研究,排氣歧管在外激振頻率的作用下不會(huì)發(fā)生共振,同時(shí)也證明排氣歧管的安裝方式和發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣溫度嚴(yán)重影響了排氣歧管的熱變形、熱應(yīng)力及應(yīng)變,從而嚴(yán)重影響了排氣歧管的疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：排氣歧管 有限元分析 模態(tài)分析 熱應(yīng)力 熱疲勞
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 前言7-11
• 1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管概述7-8
• 1.2 本文研究意義與內(nèi)容8-11
• 1.2.1 研究意義8-9
• 1.2.2 本文研究的主要內(nèi)容9-11
• 2 疲勞理論及有限元疲勞分析的方法11-18
• 2.1 疲勞破壞的基礎(chǔ)理論11-14
• 2.1.1 疲勞破壞的特點(diǎn)11
• 2.1.2 疲勞的分類11-12
• 2.1.3 影響疲勞的因素12
• 2.1.4 抗疲勞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則12-13
• 2.1.5 常用的抗疲勞設(shè)計(jì)方法13-14
• 2.2 疲勞分析過程14-17
• 2.2.1 基于有限元的疲勞分析過程15
• 2.2.2 基于有限元和疲勞分析軟件的零件疲勞分析過程15-16
• 2.2.3 有限元方法及ANSYS發(fā)展簡史16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 3 排氣歧管有限元模態(tài)分析18-32
• 3.1 模態(tài)分析概述18-20
• 3.1.1 模態(tài)分析定義18
• 3.1.2 模態(tài)分析的應(yīng)用與發(fā)展18-19
• 3.1.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論19-20
• 3.2 排氣歧管的有限元模型20-22
• 3.2.1 排氣歧管有限元模型的建立20-21
• 3.2.2 排氣歧管有限元模型的網(wǎng)格劃分21-22
• 3.3 排氣歧管自由模態(tài)分析22-26
• 3.3.1 排氣歧管自由模態(tài)固有頻率22-23
• 3.3.2 排氣歧管自由模態(tài)結(jié)果分析23-26
• 3.4 排氣歧管約束模態(tài)分析26-30
• 3.4.1 排氣口安裝座約束的模態(tài)分析26-29
• 3.4.2 安裝座均約束的模態(tài)分析29-30
• 3.5 模態(tài)分析結(jié)果比較30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 4 排氣歧管熱溫度場分析32-47
• 4.1 ANSYS熱分析基本原理32-38
• 4.1.1 傳熱學(xué)基本理論33-34
• 4.1.2 熱傳遞的基本形式34-35
• 4.1.3 熱力學(xué)第一定律35-36
• 4.1.4 熱分析有限元法36-38
• 4.2 排氣歧管的溫度場分析38-46
• 4.2.1 排氣歧管熱場數(shù)值分析模型39-40
• 4.2.2 初始條件與邊界條件的確定40-42
• 4.2.3 排氣歧管瞬態(tài)熱分析42-44
• 4.2.4 排氣歧管穩(wěn)態(tài)熱分析44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 排氣歧管的應(yīng)力分析及熱疲勞性能分析47-66
• 5.1 排氣歧管靜應(yīng)力分析47-48
• 5.2 排氣歧管熱應(yīng)力分析48-62
• 5.2.1 熱應(yīng)力計(jì)算理論49-50
• 5.2.2 有限元熱應(yīng)力分析50-51
• 5.2.3 排氣歧管有限元熱應(yīng)力分析51-61
• 5.2.4 熱應(yīng)力分析結(jié)果比較61-62
• 5.3 排氣歧管熱疲勞性能分析62-65
• 5.3.1 低周熱疲勞理論63-64
• 5.3.2 排氣歧管熱疲勞壽命估算64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 6 結(jié)論與展望66-67
• 6.1 結(jié)論66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄1 在校期間發(fā)表的論文71-72
• 附錄2 穩(wěn)態(tài)溫度場分析72-75
• 附錄3 穩(wěn)態(tài)溫度場熱應(yīng)力分析結(jié)果75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 薛明德,丁宏偉,王利華;柴油機(jī)活塞的溫度場、熱變形與應(yīng)力三維有限元分析[J];兵工學(xué)報(bào);2001年01期

2 馬向平,陳威,王書義,駱清國;特種車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管隔熱方法研究[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);2004年06期

3 宋志坤,劉偉,何慶復(fù);金屬材料熱疲勞壽命的定量研究方法[J];機(jī)械工程材料;1999年05期

4 李紅慶,楊萬里,劉國慶,張勁,周浩;內(nèi)燃機(jī)排氣歧管熱應(yīng)力分析[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2005年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 丁歷偉;CA4D32柴油機(jī)機(jī)體有限元?jiǎng)恿Ψ治鯷D];大連海事大學(xué);2007年

2 何屹;活塞在溫度和機(jī)械載荷作用下的有限元分析[D];大連海事大學(xué);2007年

3 韋傾;車輪鋼制輪輞的有限元疲勞分析[D];廣西大學(xué);2007年

4 楊平;柴油機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的模態(tài)分析[D];電子科技大學(xué);2004年

5 張泓;4G1發(fā)動(dòng)機(jī)支架疲勞性能分析研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2006年

6 徐世珍;剎車鼓用鋼優(yōu)化設(shè)計(jì)及其熱疲勞壽命評估[D];西安理工大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的疲勞性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：370478