[發明專利]一種發動機排氣管熱端強度分析方法及裝置

在審

• 申請號: 201810392702.7
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108595849A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 余顯忠;黃暉;邱星;段龍楊;邱祖峰;賴余東;陳磊;吳世杰;畢朋飛
• 申請（專利權）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理事務所(普通合伙) 11304
• 代理人: 魏曉波

本發明公開了一種發動機排氣管熱端強度分析方法及裝置，該方法包括：建立發動機排氣管熱端的有限元分析模型；根據材料參數和排氣管熱端模態對標結果對所述有限元分析模型進行修正，得到目標有限元分析模型；根據車耐久試驗應力和實測獲得的路面振動加速度曲線，利用所述目標有限元分析模型，計算獲得所述發動機排氣管熱端強度分析結果。在本發明中由于對有限元模型進行了修正保證了模型的準確性，并且基于對耐久試驗應力和加速度曲線得到了強度分析結果，減少了耐久實驗，實現了縮短開發周期降低開發成本的目的。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，特別是涉及一種發動機排氣管熱端強度分析方法及裝置。

背景技術

發動機排氣系統由排氣歧管、排氣管、滅音器等組成。而排氣管熱端(波紋管前)長期承受發動機高溫氣流及排氣激勵的影響，其工作環境相當惡劣，而且由于排氣管多為懸吊結構，路面及發動機振動激勵對其影響很大。排氣管熱端的溫度大小及分布對其熱應力、應變有重要影響，而在實車路試中出現排氣管熱端振動開裂也反映發動機及路面振動激勵對排氣管餓強度有重要影響。

目前，排氣管強度耐久性能分析主要通過單一的靜強度工況或熱周期試驗工況來預估，存在工況定義不合理，難以考慮振動影響的局限性。而且在模型材料參數輸入及結果評價中，致使分析結果與實際存在很大的差異，因此需要不斷的實車耐久試驗來驗證，使得開發周期長，開發成本較大。

發明內容

針對于上述問題，本發明提供一種發動機排氣管熱端強度分析方法及裝置，實現了減少耐久實驗，縮短開發周期降低開發成本的目的。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種發動機排氣管熱端強度分析方法，包括：

建立發動機排氣管熱端的有限元分析模型；

根據材料參數和排氣管熱端模態對標結果對所述有限元分析模型進行修正，得到目標有限元分析模型；

根據車耐久試驗應力和實測獲得的路面振動加速度曲線，利用所述目標有限元分析模型，計算獲得所述發動機排氣管熱端強度分析結果。

可選地，所述建立發動機排氣管熱端的有限元分析模型，包括：

建立所述發動機排氣管熱端的初始模型；

根據排氣管裝配模型對所述初始模型進行有限元劃分，得到有限元分析模型。

可選地，所述根據材料參數和排氣管熱端模態對標結果對所述有限元分析模型進行修正，得到目標有限元分析模型，包括：

計算額定工況下所述發動機排氣管熱端的邊界條件；

根據所述邊界條件，計算獲得工作循環下的所述發動機排氣管瞬態流場；

利用所述排氣管瞬態流場，獲取得到所述發動機排氣管熱端的內避面溫度和對流換熱系數；

根據所述發動機排氣管熱端內壁面的溫度和所述對流換熱系數，分析獲得所述發動機排氣管熱端的溫度場分布；

根據所述溫度場分布修正所述有限元分析模型的材料參數，并根據模態對標結果對所述有限元分析模型進行修正，得到目標有限元分析模型。

可選地，所述根據所述溫度場分布修正所述有限元分析模型的材料參數，并根據模態對標結果對所述有限元分析模型進行修正，得到目標有限元分析模型，包括：

根據所述溫度場分布修正所述有限元分析模型的材料參數，得到不同溫度下的材料參數；

對所述發動機排氣管熱端模態進行分析和模態對標，得到模態對標結果；

根據所述模態對標結果對所述有限元分析模型進行修正，得到目標有限元分析模型。