汽车轻量化课程论文剖析.docx

汽车排气系统主消声器仿真分析摘要：为了达到有效降低汽车排气噪声的目的，本文通过利用ABAQUS软件，对汽车主消声器进行自由模态分析和约束模态分析计算。通过对比，观测约束对汽车主消声器的影响。并利用汽车主消声器的模态参数，为汽车主消声器的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。关键词：ABAQUS；自由模态分析；约束模态分析；模态参数；优化设计；Simulation?Analysis?of Vehicle Main?Muffler?Exhaust?SystemAbstract: In order to achieve the objective of effectively reducing vehicle exhaust noise, through using ABAQUS software for automobile muffler free modal analysis and constrained modal analysis. By contrast, observing constraints on the influence of automobile muffler. And using modal parameters of automobile muffler for automotive muffler vibration characteristic analysis, vibration fault diagnosis and prediction and optimization design based on dynamic properties of structure.Keywords:ABAQUS; free modal analysis; constrained modal analysis; modal parameters; optimization design;引言随着经济的快速发展和汽车市场的激烈竞争,汽车工业得到了国家的高度重视，已成为国民经济重要支柱产业之一。然而，由于城市机动车辆的大幅增加导致城市道路交通越来越拥挤,道路噪声污染己严重影响人们的日常生活。据资料显示，城市环境噪声的百分之八十以上是来源于汽车，已成为环境噪声的最大污染源。汽车噪声严重污染着城市环境以及影响着人们的生活、工作和身体健康，所以对它的控制，不仅有利于乘客乘坐的舒适性，而且还关系到环境保护。为了解决这个问题，国家和相关企业均制定了噪声标准，因此各大汽车生产商急需解决的如何有效地降低汽车噪声。汽车排气噪声是产生汽车噪声的主要来源之一,因此降低排气噪声是控制汽车噪声的主要方式。为有效降低汽车排气噪声，必须对汽车排气系统进行优化分析设计，以确保汽车在进行降低排气系统噪声时不会产生共振，达到延长排气系统的使用寿命和有效降低汽车噪声的目的。本文基于此目的通过利用ABAQUS等软件对汽车排气系统中的主消声器进行仿真分析。1 汽车排气系统1.1 排气系统组成及功用汽车排气系统一般由法兰、催化器、波纹管、消声器、中间连接管、尾管、挂钩等部件组成,主要有两大功能：（1）废气处理。当可燃混合气在发动机内燃烧后，产生的废气要排放到大气中。由于燃烧不完全，排出的废气中一般含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等有害物质。这些有害物质严重危害人体的健康以及造成空气污染,必须经过处理才能排放到大气中。汽车排气系统中通常都安装了一个或者多个三元催化器，从发动机气缸内排出的高温废气经过三元催化器发生化学反应后，将废气中的有害物质转化为无害物质，然后经过排气管道排入大气中。（2）降低噪声。发动机在燃烧过程中会发出极大的噪声,同时气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声。在汽车排气系统中一般都装有两个消声器即主消声器和副消声器。副消声器主要是针对一些特定的频率进行消声，大部分为抗性消声器。主消声器可以是抗性消声器也可以是复合消声器，其主要是用来有效地消除高、中、低频带较宽的噪声。1.2 排气系统噪声源排气系统的噪声源包括以下四种：一是冲击噪声，二是空气噪声，三是气流摩擦噪声，四是辐射噪声。（1）冲击噪声。冲击噪声是排气系统管道中气体的冲击产生的，是由于管道内不稳定的气流冲击管道而形成的噪声。排气系统冲击噪声的大小不仅受到管道过渡圆弧的直接影响,而且与结构的变截面积有密切关系。（2）空气噪声。空气噪声是从排气管道中发出的，是由于发动机在运动的时候产生的压力波传播而形成的噪声。空气噪声的稳定程度与排气系统管道的直径有密切关联，如在气体流量不变时，直径越小就越不稳定。同时排气系统的结构直接决定空气噪声的大小。（3）气流摩擦噪声。气流摩擦噪声是气体在排气管道中高速流动时，一方面流体与壁面之间的摩擦形成紊流，并扰动板振动产生