基于ANSYS 的汽车排气系统模态分析

何云飞，唐岚，江昊

（610039 四川省 成都市 西华大学 汽车与交通学院）

0 引言

伴随汽车行业和物流业的飞快发展，中重型车辆保有量在逐渐增加，同时，汽车尾气污染和噪声污染也在逐渐增多，大大增加了城市环境治理的难度，在全球倡导节能减排的大背景下，对汽车排气系统的优化就显得尤为重要。但是，在汽车设计过程中，排气系统的设计及在整车上的布置等大多都只是根据工程设计经验进行简单的定性分析。

本文利用有限元分析方法对汽车排气系统进行模态分析。有限元分析方法的基本思想是离散化且它建立在严格的理论基础上，对复杂的几何构形和各种物理问题都相适应，是工程应用中的可靠工具，通过模态分析可以确定自然频率、振型和振型参与系数[1]。本次排气系统分析是以某中型汽车原装排气系统为基础，在保证排气管道整体尺寸和结构相同的条件下，应用软件优化设计得出方案1 管道直径为80 mm 和方案3 保持原装主体管道100 mm 的直径不变，在进口第1 个弯道后20 mm 处，将管道直径由100 mm 渐变到90 mm，再渐变回100 mm，到消声器前200 mm处结束渐变，方案2 为原始数据即管道直径为100 mm，将3 种方案建立模型并进行模态分析，通过ANSYS Workbench 软件分析的结果判断排气系统的优劣，为汽车减噪设计提供依据。

1 建立排气系统有限元模型

1.1 排气系统结构

某中型车排气系统的主要作用是利用最小流动阻力，把发动机工作过程中产生的废气排除，降低缸内压力，有利于混合气的正常燃烧[2]。……