发动机排气歧管表面氧化皮龟裂与热应力场的相关性

对某发动机排气歧管的热疲劳开裂问题进行了分析,同时关注到排气歧管表面的高温氧化形态及其分布情况,这种高温状态下的表面氧化情况从某种程度上表明了与排气歧管结构相关的温度场、应变和应力场的分布情况,而这种表面的氧化形态及其分布的观察和分析有助于提高对排气歧管结构和热应力场的认知。     

发动机排气歧管断裂分析

近年来,由于防止废气污染、噪声及提高燃油效率的需要,发动机气缸的排气温度不断提高,以及因超载和路况等原因引起发动机超负荷运行,导致排气歧管的热疲劳开裂时有发生。对某车型发动机排气歧管的热疲劳断裂问题进行综合失效分析,并从材料、结构方面提出改进意见。     

基于流固耦合的某增压汽油机排气歧管热分析EI北大核心CSCD

鉴于某增压汽油机排气歧管在热冲击试验中的开裂问题,采用流固耦合热分析方法,用计算流体力学和有限元软件计算了排气歧管的温度场和热应力分布,计算结果与试验数据吻合较好,并证实了排气歧管的开裂系热应力过高所致。据此,对排气歧管结构进行了若干方案的改进,最终采用四二合一的构型,经试验测试不再发生开裂现象。说明流固耦合热分析是解决排气歧管开裂问题的有效途径。     

排气歧管失效诊断研究

针对发动机开发过程中排气歧管开裂的工程问题,采用Abaqus CAE建立了排气歧管及其相关部件的有限元模型,根据排气歧管裂纹试验规范模拟计算排气歧管瞬态温度场;随后进行排气歧管的瞬态流固耦合分析,计算结果表明排气歧管局部存在塑性应变过大的情况,与裂纹试验中排气歧管开裂位置吻合;经过局部结构优化,最终解决了该排气歧管的开裂问题。     

某紧耦合式排气歧管的热负荷分析

为在设计开发过程中初步预测某紧耦合式排气歧管的热负荷,采用CFD和有限元联合分析方法。首先,通过搭建排气歧管内外流场分析模型和CFD仿真得到排气歧管近壁面的瞬态热边界条件;接着,以时域内平均的流体温度和热交换系数为热边界,通过有限元软件仿真排气歧管壳体的温度场分布;最后,根据温度场的分布分析排气歧管的热应力和热变形,并模拟排气歧管正常工作和停车冷却这一循环过程,在4个循环后,其累计当量塑性应变趋于稳定,说明该排气歧管能承受其热负荷而不破坏。     

基于ANSYS的发动机排气歧管流热固耦合性能分析

发动机排气歧管运行在高低温交变载荷下局部存在热应力集中引起塑性形变，易产生疲劳破坏，影响使用寿命。运用ANSYS workbench模块对排气歧管进行了流热固耦合性能分析，通过对高温高压废气流动模拟得出排气歧管的管道流场、应力场和温度场，确定了排气歧管塑性形变集中位置，验证了排气歧管设计，同时对排气歧管结构性能进行了分析。     

某柴油机排气歧管的热固耦合分析

某型柴油机排气歧管在热冲击试验中出现断裂。采用热固耦合的分析方法,模拟排气歧管在全速全负荷工作时的温度场以及冷却过程中的热应力。通过分析发现歧管出口处热应力超过了材料本身的屈服点,在局部产生了塑性变形。当温度低于室温时,歧管的局部区域反复产生残余应力与残余变形后,因热疲劳导致断裂。根据计算结果,找出了歧管断裂原因并提出了优化方案。     

发动机排气歧管失效分析

排气歧管是汽车的重要零件之一,是汽车废气排放的首要通道,其在台架试验和汽车行驶中也会出现失效损坏,同时失效的原因也有很多。为了减少排气歧管发生失效损坏的情况,需要通过相关检验和结构分析找出失效原因并提供给设计师,以对其进行优化设计。本文对在冷热冲击试验后损坏的某奥氏体球墨铸铁排气歧管进行了宏观、理化等常规检验和典型危险设计结构的对比分析,得出了该排气歧管的失效原因为热疲劳失效,并向设计师提出了避免危险结构设计的重要性。     

某增压发动机排气热端耐久性分析与优化

某增压汽油机中,排气歧管的隔板倒角与颈部和催化器的壳体都出现开裂。通过仿真分析和对比试验发现,隔板倒角和颈部热应力过大是造成开裂的主要原因,而排气歧管1阶模态频率过低是催化器壳体开裂的主要原因。通过增大隔板处圆角并增加隔板厚度解决了隔板开裂问题,在颈部加筋解决了颈部开裂问题,而通过优化支架并另外增加固定支架提高排气歧管1阶模态频率解决了催化器壳体开裂问题。通过这些问题的分析和解决,积累了排气歧管的仿真、设计和测试经验。     

某型高镍铸铁排气歧管热疲劳寿命预测

针对目前D5S高镍铸铁排气歧管热疲劳寿命预测公式精度不高的缺陷,对D5S材料进行高温拉伸试验,以估计Manson-Coffin公式寿命预测参数,结合STARCCM+与ABAQUS流固耦合功能,对D5S排气歧管热疲劳寿命进行预测。结果表明,排气歧管表面温度最高位置出现在四缸排气流汇合处,5个循环后危险位置平均ΔPEEQ值达到0.548%;根据高温拉伸试验数据获得材料的应变-寿命曲线,并计算出危险位置预测寿命为1 678个循环;发动机台架验证试验的结果,两根歧管的寿命分别为2 217个循环和2 014个循环。与经验公式预测结果(625次循环)相比,修正公式所得结果与试验结果更为接近。研究成果可为D5S材料排气歧管寿命预测提供依据。     

某车型汽车排气歧管断裂失效分析

某车型汽车进行可靠性及耐久性试验时,行驶至10 000 km后发生发动机排气歧管断裂失效,通过对其化学成分、硬度及金相组织进行研究分析,发现其排气歧管因蠕化率过低,且存在粗大片状石墨,在恶劣的工况下发生热疲劳断裂。针对其失效原因进行深入分析,并提出了预防及改进措施。     

高爆压增压排气系统的开发与试验研究

在发动机台架试验中,出现排气歧管开裂和垫片漏气的故障,利用有限元分析对排气歧管进行螺栓预紧状态下的结构分析,得到了排气歧管上的应力分布图,开裂位置和cae计算结果吻合,利用排气垫片的面压试验,得到了密封垫上的压力分布图,发现密封垫压力较低,不能有效密封高温燃气,通过设计优化,更改后的零件在试验过程中没有出现上述故障,给以后的项目提供了设计经验。     

Simulation and Experimental Study on the Thermal Loads of Exhaust Manifold

为某发动机排气歧管建立流固耦合模型,以进行热负荷仿真分析,模型中考虑了辐射换热和材料的非线性;同时在台架上对排气歧管进行了温度场和应变测量.仿真与测试结果表明,排气歧管汇合处的温度最高,部分区域发生了塑性变形,塑性应变最大位置与发生断裂破环的危险区域相吻合.     

重量轻的排气歧管

美国钢铁公司用双层USS100号冲压不锈钢板试制出了一种6缸发动机用新型排气歧管。这种排气歧管重量只有3公斤,比一般铸铁排气歧管轻4.5公斤;而且具有减小噪声及由于发动机予热较快可以节约燃料等优点。     

基于CFD的汽车排气歧管流场分析

<正>汽车发动机进、排气系统的结构和流动性能的优劣,直接影响到发动机的动力性、经济性和排放性,是发动机中的关键部分之一。在设计排气歧管时,为了不使各缸排气相互干扰以及不出现排气倒流现象,并尽可能地利用惯性排气,应使排气歧管的内表面光滑,降低排气阻力,而且各缸歧管应相互独立。     

发动机排气歧管断裂分析及其设计改进

排气歧管是发动机的主要受热件,工作热负荷大,振动强度高,工作环境极其恶劣。某新开发的发动机在进行A lpha样机耐久性试验时发生了排气歧管断裂故障。文章分析了如何借助CAE软件分析该排气歧管发生断裂的根本原因,基于失效原因提出了新的排气歧管设计方案,并使用CAE软件NASTRAN 2005对新旧两种设计方案进行了对比分析,确认了新方案的可行性。     

CFD在发动机排气歧管设计中的应用

发动机排气歧管的传统设计方法已不能满足现代设计的需求,应用计算流体动力学（CFD）可以深入地了解排气歧管内部的压力和流场分布。文章利用发动机排气歧管气体流动的数学描述及排气歧管三维数值模拟及Fluent软件平台,采用k-ε湍流模型,对排气歧管内部压力和速度的分布情况进行了模拟和分析。结果表明,应用CFD来研究排气歧管和模拟其内部流动状况,计算效率高,容易实现,CFD对优化发动机排气歧管的结构设计和改善排气效果具有很好的指导意义。     

发动机排气歧管用耐热铸钢的研究现状及发展前景

随着发动机爆发压力的升高,气体排放温度不断上升,对排气歧管用材料的耐氧化性、耐热变形性及耐热裂纹性等热疲劳性能提出了更高要求,传统耐热铸铁材料将难以满足排气歧管的使用要求,采用耐热铸钢是应对排气温度上升的有效途径之一。国外厂商对排气歧管用耐热铸钢进行大量基础研究与材料开发,并取得一些进展。本文对排气歧管用耐热铸钢材料的研究现状进行介绍,供国内汽车生产商及零部件供应商参考。     

铝合金车轮支架台架开裂失效分析

对两件开裂的车轮支架(编号分别为1#、2#)进行失效分析。试验过程中首先产生疲劳开裂损伤,后续过程中受较大载荷作用疲劳裂纹发生快速扩展从而形成宏观可见裂纹。通过观察、金相分析,光谱分析及电镜分析认为:1#车轮支架筋条上存在一条裂纹,开裂模式为疲劳开裂,发生开裂的原因应与筋条表面存在聚集态疏松缺陷导致其抗疲劳性能降低有关;2#车轮支架两筋条上各存在一条裂纹,二者开裂机理一致。     

排气歧管异响解决方案

汽车异响为整车常见的抱怨,排气歧管异响一般较少见,但在某排气歧管开发过程中,某1.5L AT整车在加速过程中出现一种很清脆的"沙沙"声,属于高频范围。经过噪声排查测试,该异响是由于歧管的流道过短、设计不合理而产生。通过对比四种不同结构的排气岐管的噪声测试结果,发现歧管设计中应该避免歧管出口流道设计过短,各流道长至少在150mm以上,并应达到完全隔离的状态,避免各缸之间气流的相互干涉而产生异响噪声。