基于ANSYS的汽车排气歧管密封性能研究

发布时间：2017-08-28 02:35

  本文关键词：基于ANSYS的汽车排气歧管密封性能研究

  更多相关文章： 排气歧管 密封 CAD/CAE技术 热-结构耦合分析 模态分析

【摘要】：随着科技和经济迅猛发展,每个国家的汽车持有量逐年递增,汽车已成为人们日常生活和工作中必不可少的交通工具。由于现代汽车的发动机朝着小型化、高功率的方向发展,发动机排气行程所排废气的压力和温度也相应升高,这就对汽车排气歧管密封性能提出更高的要求。一旦在排气歧管和发动机缸盖密封处发生泄漏,会降低废气排出的压力,进而降低发动机的进气压力和对外输出功率,最终会影响发动机的工作状态并降低发动机的寿命。目前,CAD/CAE技术的运用不仅能够缩短产品的开发周期,降低成本更是企业设计水平和对现代科技方法运用的体现。本文主要采用逆向工程技术建立仿真模型,其中包涵点云数据的采集、点云数据的预处理、CAD模型曲面的重构以及曲面误差的检测等关键技术;然后将模型导入有限元分析软件模拟发动机的排气过程,并对仿真结果分析比较,从而对模型实施再修改,有效地将CAD技术和CAE技术相结合。本文以两种不同类型的排气歧管为基础,首先对汽车排气歧管和密封垫片的发展进行了阐述;其次,利用Pro/E软件完成排气歧管密封垫片的建模,利用逆向工程技术完成发动机缸盖及排气歧管的建模;对排气歧管系统进行模态分析,得到该系统的固有频率,并与发动机对外输出频率进行比较,进而判断两者之间不会发生共振,从而证明该因素不会影响排气歧管密封性能,同时为零件设计及其他动力学分析做好准备工作;模拟该系统的工作环境运用ANSYS Workbench软件完成热-结构耦合分析,依据排气歧管垫片的接触压力分布和变形以及排气歧管密封面的变形总结影响排气歧管密封性能的因素;最后,依据影响密封性能的因素,在排气歧管上添加加强筋,使排气歧管密封面的变形减小,从而使排气歧管密封垫片的变形减小,密封处的接触压力范围缩小至10Mpa以下,提高排气歧管的密封性能。本文利用现代科技方法,使排气歧管系统密封性能得到进一步改善,从而提高发动机的工作效率、输出功率和排放性能,提高企业在市场中的竞争力。
【关键词】：排气歧管 密封 CAD/CAE技术 热-结构耦合分析 模态分析
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题来源、研究背景10-11
• 1.2 课题研究内容和方法11
• 1.3 课题研究意义11
• 1.4 排气歧管国内外发展现状11-13
• 1.5 密封垫片国内外发展现状13-14
• 1.6 逆向工程技术14-15
• 1.7 CAE技术15-19
• 2 排气歧管系统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 点云数据采集21-22
• 2.2.2 点云数据预处理22-32
• 2.2.3 CAD模型重建32-33
• 2.2.4 重建CAD模型误差分析33-36
• 2.3 本章小结36-37
• 3 排气歧管系统的模态分析37-49
• 3.1 模态分析理论基础37-38
• 3.2 系统的模态分析计算38-48
• 3.2.1 系统模型的材料属性38
• 3.2.2 系统模型的导入及接触对设置38-41
• 3.2.3 系统模型的网格划分41-42
• 3.2.4 系统模型的约束和载荷42-43
• 3.2.5 系统模型的计算求解43-44
• 3.2.6 系统模型的模态分析44-48
• 3.3 本章小结48-49
• 4 排气歧管系统的热-结构耦合分析49-65
• 4.1 热分析理论基础49-50
• 4.1.1 稳态热和瞬态热分析49
• 4.1.2 热传递方式49-50
• 4.2 热-结构耦合分析理论基础50-52
• 4.3 系统的热-结构耦合分析计算52-64
• 4.3.1 稳态热分析中系统模型的接触对设置及网格划分52-54
• 4.3.2 稳态热分析中系统模型的热边界条件54-56
• 4.3.3 稳态热分析中系统模型的计算求解56-57
• 4.3.4 瞬态热分析中系统模型的热边界条件57-58
• 4.3.5 瞬态热分析中系统模型的计算求解58-59
• 4.3.6 结构分析中系统模型的分析计算59-64
• 4.4 本章小结64-65
• 5 排气歧管系统密封性能的改进65-72
• 5.1 排气歧管的结构改进65-67
• 5.2 改进后系统模型的热-结构耦合分析67-71
• 5.3 本章小结71-72
• 6 结论72-73
• 参考文献73-75
• 攻读硕士期间发表学术论文情况75-76
• 致谢76

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本文编号：747020