[發(fā)明專利]排氣歧管熱疲勞壽命的檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611268281.4
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106844898A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀永剛;黃昌瑞;李振華;李志廣;鄭宗琦
• 申請（專利權(quán)）人: 華晨汽車集團(tuán)控股有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責(zé)任公司21101
• 代理人: 楊濱

1.一種排氣歧管熱疲勞壽命的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)通過發(fā)動機(jī)性能仿真軟件GT-Power創(chuàng)建發(fā)動機(jī)一維模型，得到曲軸轉(zhuǎn)角范圍為0°CA~1440°CA的排氣歧管進(jìn)口的質(zhì)量流量和入口溫度，同時得到出口的壓力和溫度，作為CFD所需的排氣歧管進(jìn)出口邊界條件；

步驟2)利用Hypermesh軟件創(chuàng)建排氣歧管內(nèi)流場CFD網(wǎng)格模型；

步驟3)利用CFD仿真軟件Star CCM+得出排氣歧管壁面換熱系數(shù)和流體溫度分布，利用時間平均法得到內(nèi)壁面穩(wěn)態(tài)對流換熱系數(shù)和溫度場，并將其直接映射到內(nèi)壁面上作為下一步驟的邊界條件，檢測輸入的排氣歧管進(jìn)出口邊界條件為發(fā)動機(jī)性能仿真軟件GT-Power得到的結(jié)果，壁面邊界條件給定恒定的溫度1000K，排氣歧管內(nèi)流場瞬態(tài)控制方程采用可壓縮N-S方程，湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型；

步驟4)將上一步得到的溫度場數(shù)據(jù)映射到有限元分析軟件Abaqus中，對排氣歧管總成進(jìn)行熱強度仿真分析，預(yù)估排氣歧管的溫度場和應(yīng)力應(yīng)變，作為下一步的熱強度模型；

步驟5)將熱強度模型再次輸入到有限元分析軟件Abaqus中，模擬發(fā)動機(jī)臺架冷熱沖擊試驗工況對排氣歧管進(jìn)行循環(huán)的熱疲勞預(yù)估，冷熱沖擊試驗的工況為發(fā)動機(jī)怠速溫度—全速全負(fù)荷溫度—發(fā)動機(jī)怠速溫度的循環(huán)模式，單循環(huán)的周期為1min-30min-5min，將這一循環(huán)規(guī)則輸入到Abaqus軟件中，經(jīng)過多次循環(huán)得到排氣歧管穩(wěn)定的應(yīng)力應(yīng)變曲線；

步驟6)基于等效應(yīng)變法，得到循環(huán)滯后曲線的平均應(yīng)力和應(yīng)變，判定排氣歧管的危險區(qū)域；

步驟7)利用Manson-Coffin法得到危險區(qū)域疲勞壽命；

步驟8)依據(jù)10%規(guī)律法N_f^’=10%N_f將上一步驟得到的壽命進(jìn)行縮放，并與2000個循環(huán)進(jìn)行比較，若壽命<2000則認(rèn)為該危險區(qū)域熱疲勞壽命不符合要求，需要進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。