考虑热机耦合的排气歧管多目标优化设计

• 作者: 张俊红 张玉声 徐喆轩 王健 胡欢 赵永欢
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 排气歧管 热机耦合 振动特性 振动疲劳 多目标优化 加权指数法
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 机械与能源工程
• 页码范围: 1153-1162
• 页数: 10页
• 分类号: TK413
• 字数: 7020字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2017.06.013

摘要

为了研究温度及热应力分布对排气歧管的振动特性及疲劳寿命的影响,对汽油机排气歧管进行基于热机耦合的频率响应分析.研究发现,由于温度及热应力的不均匀分布会改变结构的刚度,热载荷的存在对传递函数峰值频率及应力幅值均产生了较大影响.热载荷与机械载荷耦合作用下的振动疲劳寿命较不考虑热载荷的振动疲劳寿命低42%,热机耦合在疲劳寿命分析中有着显著的作用,不可忽视.为了优化排气歧管的振动特性并延长其使用寿命,对排气歧管支架进行拓扑优化及多目标形貌优化.通过拓扑优化寻找最佳传力路径;在拓扑优化的基础上以提高排气歧管疲劳寿命为总目标,以提高危险频率段内的1、2、3、6阶固有频率为子目标,通过加权指数法建立目标函数,对支架进行多目标形貌优化确定加强筋位置.进行多目标优化后的排气歧管支架对提高排气歧管振动疲劳寿命效果明显,疲劳寿命较优化前增加了31.2 %.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王健	天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室	63	558	13.0	21.0
2	张俊红	天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室	130	981	18.0	24.0
6	徐喆轩	天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室	8	20	3.0	4.0
7	胡欢	天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室	6	16	3.0	3.0
8	赵永欢	天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室	4	13	2.0	3.0
9	张玉声	天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室	2	2	1.0	1.0