分会场

控制与测试

摘要

柴油机排气歧管工作环境十分恶劣，一方面受高温燃气不断冲刷，另一方面还受到来自柴油机振动等复杂因素的综合影响，如若设计不合理，极易发生漏气、开裂等失效现象。针对排气歧管设计过程中存在的上述问题，本文以某船用柴油机排气歧管为例，结合计算流体动力学（CFD）与有限元（FEA）进行分析研究，首先通过流固耦合方法计算得到排气歧管的温度场分布，进而计算获得热应力分布；然后根据排气歧管的热应力以及三个方向（横向、纵向和垂向）的振动应力，结合时域载荷加速度信号获得排气歧管的高周疲劳寿命，针对疲劳寿命的薄弱位置，对排气歧管结构进行优化，使排气歧管寿命显著提高；进一步对优化后的结构进行低周疲劳寿命分析，结果表明低周疲劳寿命次数满足使用要求。最后，通过分析不同载荷条件（热负荷、振动烈度）对疲劳寿命的影响，表明热负荷对于疲劳寿命的影响较为显著，在设计过程中要重点关注。

关键词

柴油机，排气歧管，疲劳寿命，有限元，振动

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