PA042_基于MSC.Nastran的排气系统冷端可靠性分析（已审阅）.pdfVIP

基于MSC.Nastran 的排气系统冷端可靠性分析 Reliability analysis of exhaust system Cold-End based on MSC.Nastran 1 1 1 1 1 1 代鹏飞 ，杨怀刚 ，徐发扬 ，景建敏 ，徐雁 ，江凤妮 1.长安汽车动力研究院，重庆，401120 摘 要: 本文主要介绍了基于MSC.Nastran 的排气系统冷端可靠性分析，即用有 限元分析的方法模拟排气系统所受激励的影响，其中包括静强度分析和频率响应 分析；文中结合实例详细介绍了这两种分析方法，并根据分析结果对排气系统进 行了局部优化；通过该分析提高了该排气系统的可靠性，保证了产品质量。 关键词: 排气系统；静强度；频率响应；优化设计 Abstract : In this paper, the reliability analysis of the exhaust system cold-end based on MSC.Nastran is introduced, simulate the influence of the stimulation for the exhaust system by using the finite element analysis, including static strength analysis and frequency response analysis. The two methods are introduced explicitly in the paper by a concrete case, local optimization of the exhaust system is carried out according to the results of the analysis. Through this analysis , the reliability of the exhaust system is improved, the quality of the product is ensured. Key words: exhaust system；static strength；frequency response ；design optimization 0 引 言 汽车在行驶过程中，排气系统的激励主要来自两个方面：发动机的振动激励 和由车身传递的路面激励；一方面发动机的扭振将激起排气系统的部分模态，通 过吊耳传递到车身底板；另一方面路面激励通过车轮经由车身底板、吊耳挂钩等 [1] 传递给排气系统 。同时，汽车在制动（X 向）、转向（Y 向）和颠簸（Z 向）等 工况下，会对排气系统产生惯性激励；本文除了考虑模拟发动机激励的振动分析 外，还考虑了排气系统受惯性载荷的影响，并根据分析结果提出合理的优化建议。 1 分析模型介绍 该可靠性分析主要针对排气系统冷端，不考虑热端的结果，本文实例中采用 热端模型作为柔性边界。 - 1 - 排气系统冷端定义：三元催化器后端（包括连接法兰及紧固件，不包含三 元催化器出气管）到尾管出气端之间的所有部件。 1.1 有限元模型的建立 排气系统模型一般由4部分组成：排气歧管、三元催化器、消声筒和各部件 之间的连接管道。本文在对排气系统进行有限元建模时，进行了如下简化： [2] 1）将动力总成简化为刚性体，对动力总成质心赋予质量和转动惯量属性 ； [3] 2）简化一些对振动分析影响不大的几何特征（如隔板的凸缘、穿孔等） ；