排气系统冷端动态特性分析

发布时间：2017-08-23 11:32

  本文关键词：排气系统冷端动态特性分析

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【摘要】：汽车排气系统受到各个连接部件的激励作用,同时又影响各部件的振动,其动态性能受到越来越广泛的关注,研究其动态特性对提高整车NVH特性具有重要意义。论文结合工程实际对象,应用有限元和动力学软件从排气系统挂钩位置优化、柔性连接件匹配以及运动包络面分析三个方面入手研究排气系统的动态性能,并进行优化。首先对排气系统挂钩位置进行优化。将客户提供的排气系统三维数模进行处理,建立合理的结构有限元模型,对其进行自由数值模态和试验模态分析,以对比验证模型的合理性。之后应用传统的平均驱动自由度位移法和改进方法分别确定挂钩潜在点位置,并用挂钩传递力验证,在此基础上考虑空间布置,系统强度以及工艺要求确定了挂钩实际位置,减小了排气系统的振动,避免了与发动机和车架发生共振。其次匹配了排气系统柔性连接件。建立了柔性连接件波纹管的有限元模型,分析了其轴向刚度和弯曲刚度,然后研究了其与波纹管长度、传递率的关系。结果表明两个方向的刚度为常数,长度越长刚度越小,并且为非线性关系,长度越长传递率越小,并受结构频率影响。综合考虑空间布置和参考价位最终确定了波纹管的长度为18个波峰(2个预波和16个主波)。最后分析了排气系统的运动包络。输出完整的有限元模型模态中性文件,建立排气系统动力学模型,使用静平衡校核法验证模型合理性,分析排气系统运动特性,得到了运动包络面。将运动包络面与汽车地板边界条件比较,发现P_1点的最小间距为18.94 mm、P_2点的最小间距为33.80 mm,P_3点的最小间距为23.91 mm,P_4点的最小间距为18.46 mm,而P_1、P_3、P_4点不满足最小间距30 mm的要求,因此,对地板进行了调整,使间距满足要求。本文通过这三个方面分析优化后,得到的排气系统动态性能基本满足企业要求,该方法和流程对排气系统的设计研究具有参考价值。
【关键词】：排气系统 数值模态分析 柔性连接件 运动包络
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国内外研究现状10-11
• 1.2.2 国外研究现状11-12
• 1.3 本文研究的主要内容及技术路线12-15
• 1.3.1 主要内容12-13
• 1.3.2 技术路线13-15
• 2 排气系统有限元模型15-23
• 2.1 波纹管建模15-16
• 2.2 消声器建模16-17
• 2.3 法兰建模17-18
• 2.4 吊挂及管道建模18-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 排气系统有限元模型合理性验证23-35
• 3.1 模态分析相关理论23-26
• 3.2 排气系统计算模态分析26-28
• 3.3 排气系统试验模态分析28-30
• 3.4 排气系统有限元模型合理性分析30-32
• 3.5 本章小结32-35
• 4 排气系统悬挂点位置的确定方法改进35-45
• 4.1 平均驱动自由度位移相关理论35-36
• 4.2 悬挂点位置确定的传统方法36-38
• 4.3 悬挂点位置确定的改进方法38-39
• 4.4 两种方法应用对比分析39-41
• 4.5 考虑其它因素完全确定挂钩位置41-43
• 4.6 本章小结43-45
• 5 排气系统柔性连接件的匹配45-55
• 5.1 柔性连接件的简析45-47
• 5.1.1 柔性连接件的用途45-46
• 5.1.2 柔性连接件的性能46-47
• 5.2 柔性连接件的层数选择47-48
• 5.3 柔性连接件的刚度匹配48-51
• 5.3.1 柔性连接件的刚度分析48-49
• 5.3.2 柔性连接件的长度选择49-51
• 5.4 波纹管传递特性分析优化波数51-53
• 5.5 本章小结53-55
• 6 排气系统运动包络分析55-69
• 6.1 柔性体动力学理论55-57
• 6.2 排气系统动力学模型57-62
• 6.2.1 柔性体生成流程57-58
• 6.2.2 激励及边界条件58-59
• 6.2.3 建立排气系统动力学模型59-62
• 6.3 排气系统运动包络计算62-65
• 6.3.1 排气系统静平衡位置校核62-63
• 6.3.2 排气系统包络面计算63-65
• 6.4 排气系统运动干涉分析65-68
• 6.5 本章小结68-69
• 7 总结与展望69-71
• 7.1 本文工作总结69-70
• 7.2 研究不足与展望70-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-77
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果77

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本文编号：724809