基于流固耦合的增压汽油机排气歧管失效诊断研究

摘要

针对发动机开发过程中排气歧管开裂的失效情况,建立了排气歧管及其相关部件的有限元模型,并将各部件按实际情况建立连接关系,将CFD计算得出的排气歧管内表面气体的温度及换热系数作为边界条件施加到有限元模型中,按照排气歧管试验规范模拟计算瞬态温度场;将瞬态温度场结果按照排气歧管试验规范插值到热应力计算过程中,进行排气歧管的瞬态流固耦合分析,结果表明引起排气歧管开裂的主要原因是局部结构不合理、塑性应变过大,与裂纹试验中排气歧管开裂位置吻合;经过结构优化,改变隔热罩搭子的位置、局部加筋并优化中隔板,经过新一轮虚拟分析及排气歧管专项试验验证,更改措施有效,最终解决了该排气歧管的开裂问题.