[发明专利]排气系统的虚拟路谱仿真分析方法

说明书

一种排气系统的虚拟路谱仿真分析方法，其包括如下步骤：S1：按照实际的路试标准规范，在虚拟试验场中完成整个路试环节，并提取出关键位置处的信号；S2：对上述信号进行处理，作为有限元计算的输入；S3：对排气系统的数模进行离散化网格建模；S4：进行相关性调试，使有限元模型和实际模型的相关性参数模态置信准则值满足要求；S5：利用调试后的有限元模型以及步骤S1中得到的加速度曲线信号进行计算，得出排气系统的模态应力以及每阶模态的参与因子；S6：利用耐久分析软件计算得出每个关键位置处的损伤和安全系数。相较于现有技术，本发明虚拟的方法具有周期短、成本低、精度可靠的优点。

技术领域

本发明涉及一种排气系统的虚拟路谱仿真分析方法，属于发动机排气系统技术领域。

背景技术

由于车型以及路面的多样化，对排气系统的耐久开发提出了更高的要求，而开发车型在试验场的道路上的载荷采集及分析计算就对系统的耐久性能判断显得尤为重要。

传统的排气系统路谱采集验证方法。这种方法首先需要征用试验场至少一周的时间，同时还需要提前两周的时间准备系统应变片的粘贴和系统的改造；为了得出准确的损伤结果，还需要对每一条焊缝部位做出相应的应力寿命曲线(寿命和应力的关系曲线)，整个周期需要两到三个月的时间。

以往由于计算机速度和有限元中瞬态计算方法的缺失，对于长时间的瞬态输入分析显得无能为力。随着技术的发展，如何利用虚拟仿真的方法缩短开发时间、节省开发成本是业界亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够缩短开发时间、节省开发成本的排气系统的虚拟路谱仿真分析方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种排气系统的虚拟路谱仿真分析方法，其包括如下步骤：

S1：按照实际的路试标准规范，在虚拟试验场中完成整个路试环节，并提取出关键位置处的加速度随时间变化的加速度曲线信号；

S2：对虚拟试验场中采集得到的加速度曲线信号进行处理，最终作为有限元计算的输入；

S3：利用有限元软件对排气系统的数模进行离散化网格建模；

S4：进行有限元模型的模态计算和根据实际模型的模态测试结果进行相关性调试，最终使有限元模型和实际模型的相关性参数模态置信准则值满足要求；

S5：利用调试后的有限元模型以及步骤S1中得到的加速度曲线信号进行计算，得出排气系统的模态应力以及每阶模态的参与因子；

S6：利用耐久分析软件计算得出每个关键位置处的损伤和安全系数。

作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤S1中，整个路试环节采用多体动力学仿真的方法。

作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤S1中，所述关键位置包括吊钩位置和发动机悬置位置。

作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤S4中，如果有限元模型和实际模型的相关性参数模态置信准则值不满足要求，则调整对象，重新进行有限元模型的模态计算直到有限元模型和实际模型的相关性参数模态置信准则值满足要求。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述调整对象包括调整吊耳、波纹管、模型质量分布。

作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤S5中，所述计算是通过模态瞬态法计算得出的。

作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤S6中，采用应变法，通过标定获得所述关键位置的缺口系数，从而计算得出每个关键位置处的损伤和安全系数。

相较于现有技术，本发明能够实现虚拟代替实际测试的效果，虚拟的方法可以实现周期短、成本低、精度可靠的优点。

附图说明