[发明专利]基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法

说明书

本发明适用于发动机振动技术领域，提供了一种基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法，包括如下步骤：S1、对塑料进气歧管及螺栓的三维模型进行有限元网格的划分，获得有网格模型；S2、基于发动机振动计算分析、塑料进气歧管内腔瞬态CFD分析以及塑料进气歧管工作状态下的结构温度场评估来收塑料进气歧管及螺栓的温度场，机体通过螺栓传递至塑料进气歧管的结构激励及塑料进气歧管内腔气压激励；S3、将塑料进气歧管及螺栓的温度场、结构激励及气压激励施加到网格模型；S4、计算塑料进气歧管的振动水平。计算方法中考虑了部件温度因素、结构激励以及气体压力三种激励，以及三种激励共同耦合作用下的振动响应，这种计算方法提升CAE仿真精度。

技术领域

本发明属于发动机振动计算技术领域，提供了一种基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法。

背景技术

发动机塑料进气歧管的辐射噪声是动力总成中的主要噪声来源之一。目前，采用CAE(Computer Aided Engineering)仿真技术，计算塑料进气歧管振动响应时仅考虑结构激励，仿真结果与试验结果偏差较大，现有计算方法与流程无法满足工程应用的需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法，旨在现有的塑料进气歧管振动响的计算仅考虑结构激励，导致仿真结果与试验结果偏差较大的问题。

本发明是这样实现的，一种基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法，该方法包括如下步骤：

S1、对塑料进气歧管及螺栓的三维模型进行有限元网格的划分，获得有限元网格模型，所述螺栓与塑料进气歧管适配连接；

S2、基于发动机振动计算分析、塑料进气歧管内腔瞬态CFD分析以及塑料进气歧管工作状态下的结构温度场评估来收塑料进气歧管及螺栓的温度场，机体通过螺栓传递至塑料进气歧管的结构激励以及塑料进气歧管内腔气压激励，塑料进气歧管及螺栓的温度场为塑料进气歧管与螺栓在不同温度下的材料属性；

S3、将收集的塑料进气歧管及螺栓的温度场、机体通过螺栓传递至塑料进气歧管的结构激励及塑料进气歧管内腔气压激励施加到的网格模型；

S4、计算塑料进气歧管的振动水平。

进一步的，所述步骤S3具体包括如下步骤：

S31、基于塑料进气歧管及螺栓在工作状态下的温度场，赋予塑料进气歧管及螺栓网格模型中的网格在对应温度下的材料属性；

S32、选定塑料进气歧管螺栓安装处主点作为振动响应计算中强迫激励输入点，导入螺栓安装处的结构激励数据，输入力载荷形式的激励；

S33、将塑料进气歧管内腔表面的单元节点设置为集，作为内腔瞬态计算中内腔气体压力的激励输入点，导入螺栓安装处的气压激励数据，输入力载荷形式的激励。

进一步的，所述计算塑料进气歧管的振动水平具体包括如下步骤

S41、将网格模型设置为稳态动力学或瞬态动力学求解；

S42、将模态分析设置为求解分析中第一个分析工况，并设置模态求解的频率范围；

S43、将网格模型中选取塑料进气歧管各支管、谐振腔以及节流阀体总成结构表面取点作为振动特性的输出点，以频谱形式输出响应结果

进一步的，在步骤S2之后还包括：

导出机体通过螺栓传递至塑料进气歧管的结构激励、以及塑料进气歧管内腔气压激励数据文本。

进一步的，塑料进气歧管、螺栓的几何模型与发动机整机振动激励的坐标系保持一致。

进一步的，塑料进气歧管总成的材料属性与其几何模型、计算域一一对应，所述材料属性与温度相关。