汽车排气歧管热机械疲劳CAE分析方法

通过研究一种应用于发动机歧管设计的CFD与FEA耦合分析技术方法,模拟分析发动机歧管在特定工况下的热-机械疲劳特性,依据一个直列四缸发动机排气歧管热-机械疲劳分析结果,合理改善热机械疲劳强度风险较高地方的结构设计,有效提升产品热机械疲劳强度和开发效率,降低产品设计中的耐久试验次数与成本。     

流固耦合分析在解决排气歧管热变形问题中的应用

某发动机的排气歧管在试验过程中出现了翘曲变型的情况。本研究利用流固耦合的方法模拟了排气歧管全速全负荷的温度场和热变形,并在此基础上提出了优化方案。优化后的设计方案顺利通过了试验考核。     

基于双向流固耦合的汽油机排气歧管热应力分析

联合AVL-Fire与ABAQUS软件,对一台汽油机排气歧管进行温度场、热应力分析.首先利用AVL-Fire对排气歧管做内外流场CFD分析,得到排气歧管内外表面的热边界条件,即流体温度及换热系数;然后把热边界条件映射到有限元面单元,并通过有限元技术与排气歧管实体单元相耦合,通过ABAQUS算出排气歧管温度场,并把壁面温度场返回作为下一轮CFD计算的边界条件,再重复前一轮计算.如此反复,直至符合精度要求,最后计算热应力.     

基于流固耦合计算的柴油机缸盖热-机械疲劳分析研究

以一台重载车用柴油机为研究对象进行了缸内燃烧和冷却水套的三维CFD计算、缸盖温度场流固耦合计算、缸体-缸盖耦合热-机械应力分析、缸盖低周和高周疲劳预测分析,提出了完整的多场耦合进行缸盖结构强度和疲劳寿命计算分析的方法。计算结果表明:缸盖温度场的计算值与缸盖底板温度场的测量值一致,缸盖计算预测的疲劳危险区与实际缸盖裂纹产生的位置一致。针对原机存在的排气道裂纹问题,提出了两种优化方案。研究结果表明:增加壁厚之后,裂纹处的应力从245MPa降至230MPa,而将缸盖材料从灰铁更换为蠕铁后,应力也得到明显下降。     

CFD-FE耦合计算分析某汽油机排气歧管热负荷

为了在开发设计过程中预测排气歧管的热负荷,采用了计算流体力学-有限元(CFD-FE)耦合计算分析方法.首先用计算流体力学(CFD)软件计算了排气歧管的瞬态内流场和稳态外流场,得到了排气歧管内外壁面的热边界条件.再以此为边界条件,使用有限元软件计算了排气歧管的温度场,并以此温度场为边界条件,计箅了其热应力和热变形.结果表明,在只有热负荷作用时,排气歧管外壁面存在着较大拉应力,最大值为80.4 MPa;最大热变形出现在和排气后处理器相连的法兰盘前端突台上,其值为1.08 mm.     

某汽油机排气歧管热机疲劳分析

建立了由额定转速全负荷、额定转速倒拖、怠速三个典型工况组成的排气歧管热载荷循环,采用有限元方法来获得各工况下排气歧管的瞬态温度场分布,并进行了非线性应力应变计算。最后,以排气歧管材料在热载荷循环中产生的等效塑性应变作为评价准则,对该排气歧管的热机疲劳性能进行了预测和评价。分析结果表明:该排气歧管设计满足使用要求。     

基于流固耦合方法的排气管低周热疲劳分析

针对某6缸发动机高镍铸铁排气管在试验过程中出现的裂纹故障,基于流固耦合方法,利用有限元分析软件对故障排气管进行温度场、应力场和低周热疲劳计算分析.计算结果表明,排气管应力幅值较大区域和低周热疲劳计算寿命较低区域均与试验过程中发生的裂纹故障位置相吻合;冷热冲击工况下较大应力幅值产生的塑性应变是造成排气管热疲劳的主要原因....     

汽车排气系统流固耦合分析研究

主要研究了气流对排气系统振动特性的影响。利用ANSYSWorkbench分析软件对排气系统作了流场分析、静力学分析、模态分析的数值模拟研究,并在此基础上完成了流固耦合分析,对耦合及非耦合的结果进行了对比。研究结果表明,气流对排气系统结构振动和变形的影响主要在低频区,与非耦合相比,耦合模态频率最大增幅可达3.5%,振型最大偏离为2mm,为进一步优化排气系统结构提供依据。     

柴油机排气歧管热疲劳试验加热装置的设计开发

试验温度场与柴油机排气歧管工作的温度场尽可能一致,则可快速验证柴油机排气歧管的改进效果。为了快速验证柴油机排气歧管的优化改进效果,设计开发了一款模拟柴油机排气歧管工作温度场的试验装备。装备采用电磁场分布加热方法,以及通过高温风冷和低温雾冷方式实现柴油机排气歧管实际工况的模拟,这有助于缩短柴油机排气歧管开发周期,降低其开发成本。结果表明：通过改变电源的功率,可以控制加热线圈的加热速率;通过调整加热线圈的磁力线密度,可以改变加热线圈的加热效率,以有效调控柴油机排气歧管的温度场。     

某柴油机排气歧管流固耦合CAE分析

为了避免柴油机排气歧管出现断裂故障,在其开发过程中需要对其进行分析。本文利用流固耦合方法来分析排气歧管的温度场分布及热应力分布。结果表明:耦合计算包括一维性能计算、三维CFD计算及FEM计算;排气歧管内外壁面最高温度在材料的安全温度范围内;排气歧管最大热应力在材料的屈服强度范围内;在排气歧管的设计开发阶段,对其进行流固耦合分析,可以避免排气歧管出现热裂等故障。     

柴油机排气歧管热机疲劳失效仿真研究

针对某6缸重型柴油机排气歧管热机疲劳裂纹故障,采用仿真分析的手段对其失效机理进行了相关研究。研究表明:排气歧管在热机工况下,管身主要承受压应力作用,部分区域由于压应力过大发生塑性变形,在冷机工况时由于发生塑性变形的区域不能自由恢复至原状态,应力状态由压应力转化为拉应力,在这种反复拉压应力作用下发生疲劳失效。排气歧管的热机疲劳寿命采用基于Sehitoglu的热机疲劳理论进行了预测评估。     

发动机排气歧管总成热应力及疲劳计算

本文以某型排气歧管总成为研究对象,建立了排气歧管总成固体与内部烟气以及外部空气的对流换热模型,运用Fluent软件对排气歧管内外流场进行数值模拟,在Abaqus软件中进行排气歧管固体的温度场和应力场的计算,并且运用Femfat软件对排气歧管进行疲劳计算。     

内燃机排气歧管热应力分析

采用流固耦合方法计算了内燃机排气歧管的热应力。首先,计算了排气歧管的瞬态内流场和稳态外流场,得到了排气歧管内外壁面的对流换热系数和环境温度,再用有限元的方法计算了排气歧管的温度场和热应力。计算结果表明,排气歧管裂纹产生处就是热应力最大处,根据计算结果提出了改进建议,经试验验证改进措施是有效的。     

基于CFD的汽车排气歧管流场分析

本文以捷达汽车2V发动机排气歧管为例,运用pro／e建立了气体流道的三维结构模型,并采用计算流体力学（CFD）中的FLUENT软件对其进行了流场分析,得出排气歧管每个支管的压力分布图以及速度矢量图。通过观察支管的速度矢量图,找出气体发生回流现象的地方,将其结构尺寸进行修改,以达到减小回流现象的发生,从而使排气歧管的结构达到优化。     

缸盖集成排气歧管的低周疲劳分析方法研究

本文基于有限元方法,对发动机集成排气歧管缸盖进行低周疲劳分析研究,采用瞬态温度边界,研究缸盖的寿命,并对寿命较低的部分进行改进设计,结果表明该发动机缸盖寿命满足设计标准.     

基于CFD的某汽油机排气歧管仿真分析

首先通过一维热力学软件BOOST计算排气歧管的边界条件,然后通过三维CFD软件FIRE计算排气歧管内部的气体流动情况。该计算为瞬态计算,选择了额定工况、倒拖工况以及怠速工况三个典型工况点。通过计算,得到了排气歧管的换热系数分布以及温度分布。     

基于双目立体光学测量法发动机排气歧管热应变试验研究

本文引入双目立体光学测量方法对排气歧管进行高温热应变测量,针对发动机台架搭建并标定三维数字图像相关变形测量系统,利用该系统监测排气歧管在发动机升温-停机-降温过程中的局部区域变形信息,结合数字图像处理算法计算出各测量点在不同温度下的高温热应变。     

某型发动机排气歧管热应力分析

对某型发动机排气歧管在高温废气作用下的热应力进行计算.首先计算其流场的温度场数据,并将在流固交界面处的温度和换热系数作为载荷加载到固体表面上,最后计算固体温度场和热应力.热应力计算结果对于改进排气歧管结构和提高排气歧管质量具有一定的参考价值.     

增压发动机排气歧管开裂原因分析

研究了某款涡轮增压发动机开发过程中出现的排气歧管开裂问题。通过质量检测、CAE分析、推理演绎的方法找出排气歧管开裂的原因,并针对原因给出整改措施,最后通过试验进行验证。为以后出现类似的问题提供了解决思路。     

某型汽油机排气歧管CFD分析

本文采用稳态计算模式,使用k-zeta-f湍流模型以及多孔介质模型,分别对排气歧管的两种设计方案进行了仿真分析。通过CFD计算,得到了排气系统内流场的压力损失以及催化器载体前端的气流分布,结果证明,方案二各项指标均优于方案一。