黄大伟，田永康，谢华林，龚运息

摘  要：排气系统作为重要的发动机部件，对发动机性能和噪声都有极大的影响.为提高汽车安全性和乘坐舒适性，优化排气系统的设计，根据相关设计要求对排气系统进行了强度和模态分析.首先基于CATIA软件，建立排气系统的三维模型;再用Hypemesh软件进行网格划分、简化模型、施加约束等操作，通过OptiStruct求解器对排气系统进行1 G静力分析、4 G静力分析、约束模态分析.仿真结果显示，排气系统在1 G下的位移和支反力均在设计要求范围内;4 G下的最大应力位于第一挂钩处，远小于150 MPa;约束模态分析了排气系统在200 Hz内的23阶模态，并重点关注了发动机怠速激励频率附近的模态.计算的排气系统固有频率都不在发动机怠速时的激励频率区间内，故排气系统不会与发动机发生共振现象，满足设计要求.

关键词：排气系统;有限元;OptiStruct;模态分析

中图分类号：U464.134.4          DOI：  10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2021.04.004

0   引言

汽车作为重要的交通工具，给人们的出行带来便利.随着汽车技术的革新，人们对于汽车的乘坐舒适性要求也越来越高.其中排气系统的振动与噪声不仅影响汽车乘坐的舒适性，而且对环境造成了污染.在车辆启动后，发动机产生的周期性载荷不断地对排气系统进行冲击，引起排气系统振动从而影响系统结构件以及吊挂件的疲劳寿命及可靠性.如果排气系统挂钩的强度不能得到保证，将导致安全事故发生.同时，周期振动通过排气系统橡胶吊挂传递到车体，影响车……