2021年基于Abaqus的某柴油机排气歧管热固耦合分析柴油机排气歧管喷机油.docx

文档介绍：基于Abaqus的某柴油机排气歧管热固耦合分析柴油机排气歧管喷机油

　　 　　摘要： 排气歧管在工作状态下会承受很高的环境温度，，介绍某柴油机排气歧管热固耦合分析过程，展现使用AVL系列软件和Abaqus软件进行的排气歧管热固耦合分析步骤.
　　关键词： 排气歧管； 热固耦合； 温度； 力学性能； 热学性能
　　中图分类号： ；文件标志码： B
　　引言
　　排气歧管是发动机关键受热零件之一，和高温燃气直接接触，承受较高温度，，会造成漏气，，很有必须对排气歧管热固耦合分析.
　　进行热固耦合分析，必需取得包含排气歧管内外流场的温度和对流换热系数边界等，再使用有限元软件进行热应力、密封性和残余应力应变分析等工作.
　　首先经过BOOST计算出排气歧管的进出口边界条件；然后将边界条件应用于CFD计算中，经过Fire计算排气歧管的内流场瞬态和外流场稳态，得到歧管内外壁面的温度和对流换热系数分布，进行时域平均后，将结果映射到有限元模型的网格上；最终经过Abaqus对歧管总成进行热固耦合分析，评定设计方案.
　　排气歧管耦合分析考虑排气歧管螺栓预紧力和热应力，关键分析以下3项内容：1排气歧管温度场分布；2排气歧管垫片密封性分析；3热应力分析和残余应力应变分析.
　　关键分析步骤见图1.
　　图 1分析步骤
　　1热固耦合分析步骤
　　性能仿真
　　发动机BOOST计算模型见图2.
　　图 2BOOST计算模型
　　环境气体从边界SB1吸入，经过管1到空滤器CI1，然后经过管2进入涡轮增压器，再经过管3导向中冷器CO1，最终经连接管4进入进气歧管的谐振腔，，～8代表进气歧管和气道，经过气道将气引到气缸C1～～12代表排气歧管和气道，经过气道将气引到容腔PL2，再经过管13连接到增压器TC1，经管14连接到消声器PL3，然后经管15，经过SB2流向大气.
　　伴随发动机工况的改变，燃烧放热规律也伴随改变，，该曲线能够经过VIBE函数模拟，，从而影响循环效率、、压力和温度等，分别作为歧管的进出口边界条件.
　　有限元模型创立
　　分析模型包含模拟缸盖、，.
　　，只要确保接触边界的节点一一对应即可.
　　温度场计算要对模型的相关部件施加CFD计算结果热边界，所以需要将排气歧管内腔和外壁面的面网格提取出来，并将这些面网格单独写成inp文件，