本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的汽車排氣歧管密封性能研究

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【摘要】：隨著科技和經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,每個國家的汽車持有量逐年遞增,汽車已成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦斜夭豢缮俚慕煌üぞ�。由于現(xiàn)代汽車的發(fā)動機(jī)朝著小型化、高功率的方向發(fā)展,發(fā)動機(jī)排氣行程所排廢氣的壓力和溫度也相應(yīng)升高,這就對汽車排氣歧管密封性能提出更高的要求。一旦在排氣歧管和發(fā)動機(jī)缸蓋密封處發(fā)生泄漏,會降低廢氣排出的壓力,進(jìn)而降低發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣壓力和對外輸出功率,最終會影響發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)并降低發(fā)動機(jī)的壽命。目前,CAD/CAE技術(shù)的運用不僅能夠縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,降低成本更是企業(yè)設(shè)計水平和對現(xiàn)代科技方法運用的體現(xiàn)。本文主要采用逆向工程技術(shù)建立仿真模型,其中包涵點云數(shù)據(jù)的采集、點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理、CAD模型曲面的重構(gòu)以及曲面誤差的檢測等關(guān)鍵技術(shù);然后將模型導(dǎo)入有限元分析軟件模擬發(fā)動機(jī)的排氣過程,并對仿真結(jié)果分析比較,從而對模型實施再修改,有效地將CAD技術(shù)和CAE技術(shù)相結(jié)合。本文以兩種不同類型的排氣歧管為基礎(chǔ),首先對汽車排氣歧管和密封墊片的發(fā)展進(jìn)行了闡述;其次,利用Pro/E軟件完成排氣歧管密封墊片的建模,利用逆向工程技術(shù)完成發(fā)動機(jī)缸蓋及排氣歧管的建模;對排氣歧管系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,得到該系統(tǒng)的固有頻率,并與發(fā)動機(jī)對外輸出頻率進(jìn)行比較,進(jìn)而判斷兩者之間不會發(fā)生共振,從而證明該因素不會影響排氣歧管密封性能,同時為零件設(shè)計及其他動力學(xué)分析做好準(zhǔn)備工作;模擬該系統(tǒng)的工作環(huán)境運用ANSYS Workbench軟件完成熱-結(jié)構(gòu)耦合分析,依據(jù)排氣歧管墊片的接觸壓力分布和變形以及排氣歧管密封面的變形總結(jié)影響排氣歧管密封性能的因素;最后,依據(jù)影響密封性能的因素,在排氣歧管上添加加強(qiáng)筋,使排氣歧管密封面的變形減小,從而使排氣歧管密封墊片的變形減小,密封處的接觸壓力范圍縮小至10Mpa以下,提高排氣歧管的密封性能。本文利用現(xiàn)代科技方法,使排氣歧管系統(tǒng)密封性能得到進(jìn)一步改善,從而提高發(fā)動機(jī)的工作效率、輸出功率和排放性能,提高企業(yè)在市場中的競爭力。
【關(guān)鍵詞】：排氣歧管 密封 CAD/CAE技術(shù) 熱-結(jié)構(gòu)耦合分析 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題來源、研究背景10-11
• 1.2 課題研究內(nèi)容和方法11
• 1.3 課題研究意義11
• 1.4 排氣歧管國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.5 密封墊片國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.6 逆向工程技術(shù)14-15
• 1.7 CAE技術(shù)15-19
• 2 排氣歧管系統(tǒng)CAD模型的建立19-37
• 2.1 正向CAD模型的建立19-21
• 2.2 逆向CAD模型的建立21-36
• 2.2.1 點云數(shù)據(jù)采集21-22
• 2.2.2 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理22-32
• 2.2.3 CAD模型重建32-33
• 2.2.4 重建CAD模型誤差分析33-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 3 排氣歧管系統(tǒng)的模態(tài)分析37-49
• 3.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)37-38
• 3.2 系統(tǒng)的模態(tài)分析計算38-48
• 3.2.1 系統(tǒng)模型的材料屬性38
• 3.2.2 系統(tǒng)模型的導(dǎo)入及接觸對設(shè)置38-41
• 3.2.3 系統(tǒng)模型的網(wǎng)格劃分41-42
• 3.2.4 系統(tǒng)模型的約束和載荷42-43
• 3.2.5 系統(tǒng)模型的計算求解43-44
• 3.2.6 系統(tǒng)模型的模態(tài)分析44-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 4 排氣歧管系統(tǒng)的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析49-65
• 4.1 熱分析理論基礎(chǔ)49-50
• 4.1.1 穩(wěn)態(tài)熱和瞬態(tài)熱分析49
• 4.1.2 熱傳遞方式49-50
• 4.2 熱-結(jié)構(gòu)耦合分析理論基礎(chǔ)50-52
• 4.3 系統(tǒng)的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析計算52-64
• 4.3.1 穩(wěn)態(tài)熱分析中系統(tǒng)模型的接觸對設(shè)置及網(wǎng)格劃分52-54
• 4.3.2 穩(wěn)態(tài)熱分析中系統(tǒng)模型的熱邊界條件54-56
• 4.3.3 穩(wěn)態(tài)熱分析中系統(tǒng)模型的計算求解56-57
• 4.3.4 瞬態(tài)熱分析中系統(tǒng)模型的熱邊界條件57-58
• 4.3.5 瞬態(tài)熱分析中系統(tǒng)模型的計算求解58-59
• 4.3.6 結(jié)構(gòu)分析中系統(tǒng)模型的分析計算59-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 5 排氣歧管系統(tǒng)密封性能的改進(jìn)65-72
• 5.1 排氣歧管的結(jié)構(gòu)改進(jìn)65-67
• 5.2 改進(jìn)后系統(tǒng)模型的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析67-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 6 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況75-76
• 致謝76

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本文編號：747020