邱泽鑫　阮先轸　郭威

摘 要：在汽车行驶过程中，空调管路系统可能受到来自发动机的激励而引起共振，管路局部应力过大、疲劳寿命降低，从而导致断裂。为解决空调管路断裂的问题，搭建了某车型空调管路系统的有限元模型。计算了管路系统在设计状态下的模态及频响应力，并结合材料的S-N曲线和PSD功率谱密度，计算该结构的振动疲劳寿命。分析结果显示，疲劳风险点与试验断裂位置一致，验证了仿真分析的有效性。进一步地，对该空调管路进行结构优化设计和仿真分析。相同工况下，优化方案的管路疲劳寿命得到明显提升，从而解决了管路在实车上断裂的问题。仿真分析方法为优化设计提供了方向，缩短了项目开发周期。

关键词：空调管路;模态;频响分析;振动疲劳;优化设计

随着汽车技术的不断发展，汽车空调的功能也不断发展完善。目前，汽车空调承载着给车内乘员舱制冷、供暖、除霜除雾等多种功能，是现代汽车必不可少的重要系统。空调管路作为汽车空调的必要组成部分，也是空调系统容易出问题的部件，其可靠性很大程度上决定了空调功能的正常发挥[1]。空调管路主要布置在前机舱，而前机舱由于需要布置发动机等关键系统和零部件，空间十分有限，给空调管路的布置提出了难题。一方面，空调管路需要在有限的空间内，固定在车身上，并且避免与其他零部件干涉，需要设计成弯角较多的形状;另一方面，由于空调管路较长，在汽车行驶过程中，管路受到路面、发动机传递而来的周期振动激励，往往会导致弯角处应力过大，造成疲劳损伤，严重时可能导致管路断裂。……