某轿车排气系统计算模态分析与结构优化开题报告.doc

华南理工大学广州学院本科生毕业设计（论文）开题报告某轿车排气系统计算模态分析与结构优化 学 院 汽车工程学院 专业班级 车辆工程4班 姓 名 吴超明 学生学号 201130085309 指导教师 李长玉 填表日期 2014年10月16日 说 明1开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。2学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。3此表一式三份，一份交学院装入毕业设计（论文）档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。4选题需经基层教学单位（专业教研室）讨论审核、二级学院主管院长批准、报教务处备案, 方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。姓 名吴超明开题时间2014-10-16学 院汽车工程学院专业班级2011级车辆工程4班指导教师（导师组）李长玉论文题目中文某轿车排气系统计算模态分析与结构优化英文Car exhaust system computational modal analysis and structure optimization开题报告内容：1 选题的背景和意义汽车的排气系统是车辆动力系统必不可少的组成部分，它在保证车辆发动机能够顺利排出废气的同时又必须保证所排出废气的污染物指标能达到各地的环保要求，更为重要的是排气系统必须能够有效的降低发动机排出废气时发出的噪音。所以在环保要求日益严格的今天，排气系统正在整车系统中扮演着越来越重要的角色。汽车排气系统主要由排气管、氧传感器、三元催化装置、波纹管、副消声器、主消声器、尾管以及排气系统悬挂装置等组成。其中氧传感器一般为两个，一个为车辆ECU 提供废气中氧气含量的数据，ECU 以此来调节发动机进气量来实现燃料的完全燃烧，另外一个则为了检测三元催化器是否正常工作；三元催化装置可以有效的为发动机排出的废气提供净化，去除其中的有毒有害成分（如CO，CyHx 以及NyOx 等）应从绿色环保的理念；主、副消声器可以有效的降低车辆运行时发动机排气所发出的噪音，在提高驾驶舒适性的同时减少噪声污染；波纹管以及排气系统悬挂装置则是用来减少排气系统的振动，从而提高系统的可靠性及寿命。所以，对排气系统的研究以及进一步优化是十分有意义而且有必要的，尤其是降噪和隔振的研究，对于车辆的运行可靠性及舒适性都有着现实的意义。2 研究目标、内容（论文提纲）及拟解决问题关键研究目标：对汽车排气系统悬挂件的布置位置、布置形式及其自身参数的振动特性进行模态仿真及参数优化，从而达到减小汽车排气系统的共振发生频率，降低悬挂件在车辆工作时的振动幅度，最终提高该系统的可靠性及耐久性，为车辆整体运转提供可靠性的保障，达到优化目的。论文提纲：摘要英文摘要目录第一章 绪论 1.1 问题的提出及研究意义 1.2 模态分析在振动中的运用 1.3 本文的主要内容 第二章 模态理论及数字信号处理技术 2.1 实验模态分析理论 2.1.1 实验模态分析概述 2.1.2 实验模态分析理论 2.1.3 频响函数测量原则 2.1.4 曲线拟合 2.1.5 模态参数的识别 2.2 数字信号处理技术及其在振动测试中的应用 2.2.1 数字信号处理技术 2.2.2 数字信号处理技术在振动测试中的应用第三章 排气系统有限元建模及计算机模拟仿真 3.1 排气系统各部分的参数设定及简化 3.1.1 刚性材料的参数设定 3.1.2 弹性材料的实验参数设定 3.1.3 排气系统各组成部分的简化 3.2 排气系统的计算机模拟仿真 3.2.1 Ansys 介绍及Lanczos 法理论简介 3.2.2 排气系统有限元模型的建立 3.2.3 排气系统自由状态下的理论计算结果 3.2.4 排气系统约束状态下的理论计算结果第四章 排气系统振动控制及优化 4.1 振动节点选择法 4.2 灵敏度分析法 4.2.1 灵敏度分析理论 4.2.2 各参数灵敏度数值分析 4.2.3 灵敏度分析法优化方案 4.3 模态频率优化法 4.3.1 排气系统模型参数设定 4.3.2 模态频率优化第五章 总结与展望参考文献致 谢拟解决问题关键：在此研究优化中，最大问题在于现实实验中无关课题内的影响因素很多，如果通过实际实验则无法通过逐一排除其他因素得出准确结果，很难合理地对排气系统进行优化。所以，可以利用仿真软件，通过对三维软件的建模进行仿真。在仿真软件中，则可以排除其他因素干扰，在单一影响因素的前提下得出所需结果。3 研究方法及技术路线采用有限元软件ANSYS中的Lanczos法分别对车辆排气系统在自由状态和约束状态两种边界约束条件下的振动情况进行模态分析，得到了系统在各阶模态下的主要固有频率和振型。然后，通过实验模态分析获得了车辆排气系统在这些状态下的振动固有频率及振型，并对数值计算和实验模态分析结果获取的排气系统固有频率和振型（采用MAC评价）进行了对比。4 研究工作基础 1.某排气系统实物一个；2.CAD三维软件（如CATIA）；3.ANSYS有限元分析软件。5 主要参考文献及出处【1】李方泽，刘馥清，王正，工程振动测试与分析，北京:高等教育出版社，1992【2】王助成，邵敏，有限单元基本原理与数值方法，北京:清华大学出版社，1988 【3】盛美萍，王敏庆，孙进才，噪声与振动控制技术基础，北京科学出版社，2001【4】马大猷，噪声与振动控制工程手册，机械工业出版社，2002 【5】邢素芳，王现荣，发动机排气系统振动分析，河北工业大学学报，2005 34(5) 109-111【6】 杨万里，陈燕，乘用车排气系统模态分析数值模型研究，三峡大学学报，2005,4 期: 345-347 【7】周志革，武一民，崔根群，董正身，汽车排气总管的振动控制，汽车工程，2003，2 期：160-161【8】郭亮，王强生，汽车振动分析的实验研究A，中国汽车工程学会，2003 学术年会论文集C北京，2003，10 期：231-233 【9】唐文初，邓宝清，汽车构造，华南理工大学出版社，2010年8月1日 【10】宋创锋，详解ANSYS有限元分析，中国铁道出版社，2012年7月 【11】任辉启，ANSYS7.0 工程分析实例详解，北京人民邮电出版社，20036 实施计划 2014年10月； 对资料进行深入理解，并完成一定数量的书籍论文的阅读、分析文章的观点和思想，完成开题报告。2014年11月至12月；按照任务书的计划查阅相关资料，根据排气系统实物建模。2014年12月至2015年1月；开始撰写毕业论文。2015年2月；对论文进行修整，完成答辩。指导教师（导师组）意见：签 名： 年 月 日审查小组意见：审查小组负责人（签 名）： 年 月 日备注：1、 要有10篇以上相关文章的阅读量。2、 理、工科开题报告撰写要求在2500字左右，人文社科开题报告在3500字左右，包括论文选题的背景和意义、工作任务分析、调研报告、方案拟定与分析、毕业论文撰写提纲及实施计划、文献综述（理、工科可不提交文献综述）等。3、 电脑打印，用A4纸，内容为小四号宋体，行距为固定值20磅。4、 文献综述（按文献综述格式打印）附在开题报告后面一起装订。