张俊红， 张玉声, 王 健， 徐喆轩， 戴胡伟

(1. 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室， 天津 300072； 2. 天津大学 仁爱学院机械工程系， 天津 301636)

高温环境下汽油机排气歧管振动特性及疲劳寿命研究

张俊红1,2， 张玉声1, 王 健1， 徐喆轩1， 戴胡伟1

(1. 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室， 天津 300072； 2. 天津大学 仁爱学院机械工程系， 天津 301636)

为研究热载荷与机械载荷的耦合作用对排气歧管疲劳寿命的影响，对一款汽油机排气歧管进行热机耦合下的振动疲劳寿命分析。通过双向流固耦合的方法得到排气歧管的温度场，进而根据热应力及温度分布建立排气歧管的热机耦合模型，进行热载荷下的频率响应分析。通过计算对比发现,应力刚化效果及温度升高引起的材料力学性能退化使得排气歧管的刚度发生变化，导致频率响应分析得到的应力传递函数发生相应的改变，响应应力幅值及峰值频率均发生了不同程度的变化。振动疲劳寿命预测结果表明，考虑热机耦合的疲劳寿命较不考虑热机耦合的振动疲劳寿命降低了32.7%，热机耦合作用对疲劳寿命影响显著，不可忽视。

排气歧管； 流固耦合； 热机耦合； 频率响应分析； 振动疲劳

排气歧管是发动机排气系统的重要组成部分，它的设计优良不仅关系到发动机的排放特性，同时也影响到发动机工作的可靠性和耐久性。随着发动机性能的不断提高以及排放法规的日趋严格，发动机的排气温度也越来越高，现在的汽油机排气温度甚至可以达到1 000℃。……