[發明專利]基于氣固熱耦合的發動機塑料進氣歧管振動計算方法

有效

• 申請號: 201711367851.X
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107862169B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 李勤華;周君;鄧曉龍;張德定
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

本發明適用于發動機振動技術領域，提供了一種基于氣固熱耦合的發動機塑料進氣歧管振動計算方法，包括如下步驟：S1、對塑料進氣歧管及螺栓的三維模型進行有限元網格的劃分，獲得有網格模型；S2、基于發動機振動計算分析、塑料進氣歧管內腔瞬態CFD分析以及塑料進氣歧管工作狀態下的結構溫度場評估來收塑料進氣歧管及螺栓的溫度場，機體通過螺栓傳遞至塑料進氣歧管的結構激勵及塑料進氣歧管內腔氣壓激勵；S3、將塑料進氣歧管及螺栓的溫度場、結構激勵及氣壓激勵施加到網格模型；S4、計算塑料進氣歧管的振動水平。計算方法中考慮了部件溫度因素、結構激勵以及氣體壓力三種激勵，以及三種激勵共同耦合作用下的振動響應，這種計算方法提升CAE仿真精度。

技術領域

本發明屬于發動機振動計算技術領域，提供了一種基于氣固熱耦合的發動機塑料進氣歧管振動計算方法。

背景技術

發動機塑料進氣歧管的輻射噪聲是動力總成中的主要噪聲來源之一。目前，采用CAE(Computer Aided Engineering)仿真技術，計算塑料進氣歧管振動響應時僅考慮結構激勵，仿真結果與試驗結果偏差較大，現有計算方法與流程無法滿足工程應用的需求。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于氣固熱耦合的發動機塑料進氣歧管振動計算方法，旨在現有的塑料進氣歧管振動響的計算僅考慮結構激勵，導致仿真結果與試驗結果偏差較大的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于氣固熱耦合的發動機塑料進氣歧管振動計算方法，該方法包括如下步驟：

S1、對塑料進氣歧管及螺栓的三維模型進行有限元網格的劃分，獲得有限元網格模型，所述螺栓與塑料進氣歧管適配連接；

S2、基于發動機振動計算分析、塑料進氣歧管內腔瞬態CFD分析以及塑料進氣歧管工作狀態下的結構溫度場評估來收塑料進氣歧管及螺栓的溫度場，機體通過螺栓傳遞至塑料進氣歧管的結構激勵以及塑料進氣歧管內腔氣壓激勵，塑料進氣歧管及螺栓的溫度場為塑料進氣歧管與螺栓在不同溫度下的材料屬性；

S3、將收集的塑料進氣歧管及螺栓的溫度場、機體通過螺栓傳遞至塑料進氣歧管的結構激勵及塑料進氣歧管內腔氣壓激勵施加到的網格模型；

S4、計算塑料進氣歧管的振動水平。

進一步的，所述步驟S3具體包括如下步驟：

S31、基于塑料進氣歧管及螺栓在工作狀態下的溫度場，賦予塑料進氣歧管及螺栓網格模型中的網格在對應溫度下的材料屬性；

S32、選定塑料進氣歧管螺栓安裝處主點作為振動響應計算中強迫激勵輸入點，導入螺栓安裝處的結構激勵數據，輸入力載荷形式的激勵；

S33、將塑料進氣歧管內腔表面的單元節點設置為集，作為內腔瞬態計算中內腔氣體壓力的激勵輸入點，導入螺栓安裝處的氣壓激勵數據，輸入力載荷形式的激勵。

進一步的，所述計算塑料進氣歧管的振動水平具體包括如下步驟

S41、將網格模型設置為穩態動力學或瞬態動力學求解；

S42、將模態分析設置為求解分析中第一個分析工況，并設置模態求解的頻率范圍；

S43、將網格模型中選取塑料進氣歧管各支管、諧振腔以及節流閥體總成結構表面取點作為振動特性的輸出點，以頻譜形式輸出響應結果

進一步的，在步驟S2之后還包括：

導出機體通過螺栓傳遞至塑料進氣歧管的結構激勵、以及塑料進氣歧管內腔氣壓激勵數據文本。

進一步的，塑料進氣歧管、螺栓的幾何模型與發動機整機振動激勵的坐標系保持一致。

進一步的，塑料進氣歧管總成的材料屬性與其幾何模型、計算域一一對應，所述材料屬性與溫度相關。