本文關(guān)鍵詞：汽車排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞特性研究

  更多相關(guān)文章： 汽車排氣系統(tǒng) 振動(dòng)特性 熱應(yīng)力 動(dòng)應(yīng)力 疲勞特性

【摘要】：排氣系統(tǒng)作為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和減少?gòu)U氣污染物的重要組成部分,在路面激勵(lì)和發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)等復(fù)雜載荷的作用下將產(chǎn)生劇烈的振動(dòng),而排氣系統(tǒng)的振動(dòng)將導(dǎo)致其產(chǎn)生較大的動(dòng)變形,進(jìn)而引起較大的動(dòng)應(yīng)力,同時(shí)由于排氣系統(tǒng)受到發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫氣體的作用,在其管壁內(nèi)還會(huì)產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力,而且排氣系統(tǒng)是由多個(gè)組成部分焊接而成,因此應(yīng)力集中也是一個(gè)不容忽視的因素。因而在對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)疲勞特性分析時(shí),不僅要考慮動(dòng)應(yīng)力的影響,而且還要考慮熱應(yīng)力及應(yīng)力集中的影響。本文以排氣系統(tǒng)為研究對(duì)象,在綜合考慮動(dòng)應(yīng)力、熱應(yīng)力和應(yīng)力集中對(duì)排氣系統(tǒng)應(yīng)力的影響的情形下,對(duì)排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞特性進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括：首先,以排氣系統(tǒng)為研究對(duì)象,綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)、車身及車橋?qū)ζ涞挠绊?將排氣系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、車身及車橋視為一個(gè)集成系統(tǒng),建立考慮整車影響的排氣系統(tǒng)力學(xué)模型,然后推導(dǎo)得出該集成系統(tǒng)的動(dòng)能表達(dá)式和勢(shì)能表達(dá)式,接著代入拉格朗日方程建立考慮整車影響的排氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,為分析排氣系統(tǒng)的固有特性以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)提供了理論基礎(chǔ)。其次,考慮到路面激勵(lì)的隨機(jī)性,采用三角級(jí)數(shù)對(duì)路面激勵(lì)進(jìn)行描述;直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)一階往復(fù)慣性力和一階、二階往復(fù)慣性力矩都是平衡的,只有二階往復(fù)慣性力及其產(chǎn)生的傾覆力矩不平衡,成為了發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的主要原因。在所建立的動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)路面激勵(lì)和發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)對(duì)排氣系統(tǒng)的影響,分析其振動(dòng)特性,為得出排氣系統(tǒng)的動(dòng)應(yīng)力提供了理論依據(jù)。然后,基于排氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),同時(shí)考慮熱應(yīng)力及應(yīng)力集中對(duì)排氣系統(tǒng)總應(yīng)力的影響,進(jìn)而得出任意位置的動(dòng)應(yīng)力。應(yīng)用半波處理方法,將動(dòng)應(yīng)力分成若干個(gè)半波,根據(jù)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和振動(dòng)特性,考慮與排氣系統(tǒng)裂紋相關(guān)的參數(shù),建立排氣系統(tǒng)疲勞裂紋擴(kuò)展模型,揭示振動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)參數(shù)與疲勞特性之間的關(guān)系。研究表明：排氣系統(tǒng)在強(qiáng)迫振動(dòng)情形下裂紋的形成與擴(kuò)展速率受到熱應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力的共同影響,而在排氣系統(tǒng)產(chǎn)生共振時(shí),動(dòng)應(yīng)力遠(yuǎn)大于熱應(yīng)力。最后,通過(guò)實(shí)例仿真分析了排氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和疲勞裂紋擴(kuò)展情況,探明了振動(dòng)特性與疲勞特性之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而驗(yàn)證本文理論研究的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：汽車排氣系統(tǒng) 振動(dòng)特性 熱應(yīng)力 動(dòng)應(yīng)力 疲勞特性
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)說(shuō)明11-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 論文選題背景和意義15-17
• 1.2 汽車排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞特性研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 汽車排氣系統(tǒng)振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 汽車排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞特性研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 考慮整車影響的排氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型22-35
• 2.1 引言22-23
• 2.2 考慮整車影響的排氣系統(tǒng)力學(xué)模型23-24
• 2.3 考慮整車影響的排氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型24-34
• 2.3.1 排氣系統(tǒng)-發(fā)動(dòng)機(jī)-車身-車橋的動(dòng)能26-29
• 2.3.2 排氣系統(tǒng)-發(fā)動(dòng)機(jī)-車身-車橋的勢(shì)能29-33
• 2.3.3 排氣系統(tǒng)-發(fā)動(dòng)機(jī)-車身-車橋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 汽車排氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析35-41
• 3.1 引言35
• 3.2 路面隨機(jī)激勵(lì)特性35-36
• 3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)特性36-37
• 3.4 汽車排氣系統(tǒng)固有特性分析37-39
• 3.5 汽車排氣系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 汽車排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞特性分析41-50
• 4.1 引言41-42
• 4.2 汽車排氣系統(tǒng)的應(yīng)力分析42-44
• 4.2.1 考慮應(yīng)力集中的排氣系統(tǒng)動(dòng)應(yīng)力分析42-43
• 4.2.2 排氣系統(tǒng)的熱應(yīng)力分析43-44
• 4.2.3 排氣系統(tǒng)的總應(yīng)力44
• 4.3 汽車排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞裂紋擴(kuò)展模型44-49
• 4.3.1 排氣系統(tǒng)總應(yīng)力的半波處理45
• 4.3.2 排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞裂紋擴(kuò)展模型45-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 汽車排氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性及振動(dòng)疲勞仿真分析50-65
• 5.1 前言50
• 5.2 實(shí)例仿真計(jì)算流程50-52
• 5.3 梁?jiǎn)卧M管結(jié)構(gòu)的仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析52-53
• 5.4 汽車排氣系統(tǒng)應(yīng)力仿真分析53-60
• 5.5 排氣系統(tǒng)振動(dòng)疲勞壽命仿真分析60-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 第六章 全文總結(jié)與研究展望65-67
• 6.1 全文總結(jié)65-66
• 6.2 研究展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 附錄71-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及獲授權(quán)專利情況81

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