隨著石油等不可再生能源的消耗以及環(huán)境污染等問(wèn)題的曝光,國(guó)家排放法規(guī)的要求變得日益嚴(yán)格。對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車來(lái)說(shuō),解決這些問(wèn)題的核心是在于擁有良好的排氣系統(tǒng)。排氣歧管作為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的重要組成部分,工作時(shí)不僅承受著高溫廢氣的沖擊,還受到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的影響,在這種交變載荷的作用下,很容易造成排氣歧管的失效,從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的工作性能。因此通過(guò)對(duì)排氣歧管熱負(fù)荷及振動(dòng)性能的研究,優(yōu)化設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)合理的排氣歧管就顯得尤為重要,這對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性也具有一定的理論和實(shí)際意義。本文介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的屬性及常見(jiàn)失效形式,其中包括排氣歧管的結(jié)構(gòu)形式和加工工藝流程,介紹了目前國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)排氣歧管的研究現(xiàn)狀。論文以某重型3.2L排量的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管模型為初始研究對(duì)象,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的邊界條件,研究了排氣歧管內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)狀態(tài)。基于熱-流-固多場(chǎng)耦合理論,計(jì)算出排氣歧管內(nèi)外表面溫度及熱通量、不同部位的溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力應(yīng)變和變形情況。采用中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì),基于響應(yīng)曲面優(yōu)化的方法對(duì)排氣歧管流體模型進(jìn)行優(yōu)化,基于文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)排氣歧管固體模型進(jìn)行優(yōu)化,并將優(yōu)化設(shè)計(jì)后的排氣歧管與優(yōu)化... 

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 排氣歧管屬性及失效形式
        1.2.1 排氣歧管結(jié)構(gòu)
        1.2.2 排氣歧管材料
        1.2.3 排氣歧管加工工藝
        1.2.4 排氣歧管失效形式
    1.3 排氣歧管研究現(xiàn)狀
        1.3.1 排氣歧管流場(chǎng)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 排氣歧管熱流固耦合研究現(xiàn)狀
        1.3.3 排氣歧管振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究工作
        1.4.1 本文研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 主要解決的問(wèn)題
第二章 排氣歧管內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài)模擬分析
    2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論
        2.1.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介
        2.1.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)控制方程
    2.2 湍流模型
        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
        2.2.2 RNG k-ε模型
        2.2.3 Realizable k-ε模型
    2.3 排氣歧管模型及邊界條件
        2.3.1 幾何模型
        2.3.2 網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)
        2.3.3 模擬計(jì)算邊界條件的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
    2.4 排氣歧管內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬
        2.4.1 流體域的速度場(chǎng)分析
        2.4.2 流體域的壓力損失分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 排氣歧管熱流固耦合數(shù)值分析
    3.1 耦合理論基礎(chǔ)
        3.1.1 熱流固耦合方程
        3.1.2 熱應(yīng)力、應(yīng)變理論
    3.2 排氣歧管網(wǎng)格劃分及材料參數(shù)
        3.2.1 排氣歧管網(wǎng)格劃分及獨(dú)立性檢驗(yàn)
        3.2.2 排氣歧管材料性能及耦合熱邊界條件
    3.3 排氣歧管熱應(yīng)力計(jì)算
        3.3.1 排氣歧管熱量分析及結(jié)果
        3.3.2 排氣歧管熱應(yīng)力分析及結(jié)果
        3.3.3 排氣歧管熱變形分析及結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于響應(yīng)曲面優(yōu)化法的排氣歧管模型設(shè)計(jì)改進(jìn)
    4.1 響應(yīng)曲面優(yōu)化原理
        4.1.1 多項(xiàng)式擬合方程
        4.1.2 響應(yīng)模型的誤差分析
        4.1.3 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
    4.2 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.2.1 目標(biāo)函數(shù)及約束條件
        4.2.2 響應(yīng)曲面的試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 響應(yīng)指標(biāo)預(yù)測(cè)模型結(jié)果與分析
    4.4 響應(yīng)曲面和等高線圖分析
        4.4.1 交互作用下因素間的效果分析
        4.4.2 參數(shù)變化
    4.5 基于熱應(yīng)力結(jié)果結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 排氣歧管振動(dòng)特性分析
    5.1 振動(dòng)模態(tài)分析理論
    5.2 排氣歧管模態(tài)分析
        5.2.1 排氣歧管冷模態(tài)結(jié)果分析
        5.2.2 排氣歧管熱模態(tài)結(jié)果分析
        5.2.3 優(yōu)化后模型的冷熱模態(tài)結(jié)果對(duì)比分析
    5.3 排氣歧管共振結(jié)果判斷
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章及研究成果目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]基于流固耦合方法的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 宋春暉.華中科技大學(xué) 2015
[7]某發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的熱疲勞分析與優(yōu)化[D]. 劉勇.重慶理工大學(xué) 2015
[8]高性能蠕墨鑄鐵強(qiáng)韌性與導(dǎo)熱性研究[D]. 陶棟.西安工業(yè)大學(xué) 2014
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[10]汽油機(jī)緊耦合式排氣歧管振動(dòng)特性研究[D]. 董理.哈爾濱工程大學(xué) 2008



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