[发明专利]一种发动机排气管热端强度分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种发动机排气管热端强度分析方法及装置，该方法包括：建立发动机排气管热端的有限元分析模型；根据材料参数和排气管热端模态对标结果对所述有限元分析模型进行修正，得到目标有限元分析模型；根据车耐久试验应力和实测获得的路面振动加速度曲线，利用所述目标有限元分析模型，计算获得所述发动机排气管热端强度分析结果。在本发明中由于对有限元模型进行了修正保证了模型的准确性，并且基于对耐久试验应力和加速度曲线得到了强度分析结果，减少了耐久实验，实现了缩短开发周期降低开发成本的目的。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机排气管热端强度分析方法及装置。

背景技术

发动机排气系统由排气歧管、排气管、灭音器等组成。而排气管热端(波纹管前)长期承受发动机高温气流及排气激励的影响，其工作环境相当恶劣，而且由于排气管多为悬吊结构，路面及发动机振动激励对其影响很大。排气管热端的温度大小及分布对其热应力、应变有重要影响，而在实车路试中出现排气管热端振动开裂也反映发动机及路面振动激励对排气管饿强度有重要影响。

目前，排气管强度耐久性能分析主要通过单一的静强度工况或热周期试验工况来预估，存在工况定义不合理，难以考虑振动影响的局限性。而且在模型材料参数输入及结果评价中，致使分析结果与实际存在很大的差异，因此需要不断的实车耐久试验来验证，使得开发周期长，开发成本较大。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种发动机排气管热端强度分析方法及装置，实现了减少耐久实验，缩短开发周期降低开发成本的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种发动机排气管热端强度分析方法，包括：

建立发动机排气管热端的有限元分析模型；

根据材料参数和排气管热端模态对标结果对所述有限元分析模型进行修正，得到目标有限元分析模型；

根据车耐久试验应力和实测获得的路面振动加速度曲线，利用所述目标有限元分析模型，计算获得所述发动机排气管热端强度分析结果。

可选地，所述建立发动机排气管热端的有限元分析模型，包括：

建立所述发动机排气管热端的初始模型；

根据排气管装配模型对所述初始模型进行有限元划分，得到有限元分析模型。

可选地，所述根据材料参数和排气管热端模态对标结果对所述有限元分析模型进行修正，得到目标有限元分析模型，包括：

计算额定工况下所述发动机排气管热端的边界条件；

根据所述边界条件，计算获得工作循环下的所述发动机排气管瞬态流场；

利用所述排气管瞬态流场，获取得到所述发动机排气管热端的内避面温度和对流换热系数；

根据所述发动机排气管热端内壁面的温度和所述对流换热系数，分析获得所述发动机排气管热端的温度场分布；

根据所述温度场分布修正所述有限元分析模型的材料参数，并根据模态对标结果对所述有限元分析模型进行修正，得到目标有限元分析模型。

可选地，所述根据所述温度场分布修正所述有限元分析模型的材料参数，并根据模态对标结果对所述有限元分析模型进行修正，得到目标有限元分析模型，包括：

根据所述温度场分布修正所述有限元分析模型的材料参数，得到不同温度下的材料参数；

对所述发动机排气管热端模态进行分析和模态对标，得到模态对标结果；

根据所述模态对标结果对所述有限元分析模型进行修正，得到目标有限元分析模型。