(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111408781.4 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 王惜慧　欧阳毅鸿 　上官文斌　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 周春丽 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种汽车发动机进气中冷管振动强度的分 析方法 (57)摘要 本发明公开了一种汽车发动机进气中冷管 振动强度的分析方法， 包括以下步骤： 建立汽车 发动机进气中冷管的三维几何模 型， 模型进行有 限元网格划分； 设置各零件的几何属性和材料属 性； 选择位移载荷和重力加速度载荷来表征进气 中冷管的振动工况， 对有限元模 型分别施加约束 和载荷； 根据仿真所得到的最大Mises应力值计 算零件的安全因子从而判断中冷管的振动强度。 本发明具有以下积极效果： 1)根据发动机位移和 振动加速度测试结果， 可得出分析的载荷， 有效 减少试验次并提高试验的安全性； 2)采用有限元 计算方法， 解决了汽车前期开发的产品安全性验 证问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114201816 A 2022.03.18 CN 114201816 A 1.一种汽车发动机进气中冷管振动强度的分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)建立汽车发动机进气中冷管的三维几何模型； (2)将所述 三维几何模型导入有限元网格划分软件中简化特 征结构； (3)使用有限元网格划分软件对简化后的进气中冷管模型进行有限元网格划分， 并导 出为有限元分析 软件可识别的网格模型文件； (4)使用有限元分析 软件导入上述有限元分析 软件可识别的文件； (5)设置各零件的几何属性和在设计工作温度下的材料属性， 并设置各零件之间的连 接关系； (6)选择位移载荷和重力加速度载荷来表征进气中冷管的振动工况， 对有限元模型分 别施加约束和载荷； (7)提交作业求解计算， 对计算结果进行后处理， 分析各胶管和尼龙管的应力并校核其 安全性； (8)若安全性满足要求， 则分析结束； 若安全性不满足要求， 则重新修改中冷管的三维 几何模型， 重复循环执 行步骤(2)至步骤(8)。 2.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 步 骤(1)通过三维CAD软件建立汽车发动机进气中冷管的三维几何模型。 3.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 步 骤(1)中汽车发动机进气中冷管的三维几何模型 是单个零件体或者是多个零件的装配 体。 4.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 步 骤(2)中， 在有限元网格划分软件中删除橡胶衬套、 螺 栓零件体。 5.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 步 骤(3)网格划分的特征包括橡胶材质的零件网格类型为四边形2D单元， 尼龙材质的零件网 格类型为四面体3D单 元。 6.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 步 骤(5)采用各向同性的线弹性力学 特征来描述材 料属性。 7.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 所 述位移载荷的数值由试验台测试得到； 选择橡胶管与尼龙管 的连接处为参考点， 测得发动 机振动量最大的工况下参考点的位移矢量， 在位移 量的数值加5～10 mm作为冗余量， 最后得 到的位移即为 位移载荷。 8.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 所 述重力加速度载荷的数值由试验台测试得到， 测得发动机振动加速度最大工况时的整 车坐 标系下X、 Y、 Z三个方向的加速度值， 在三向加速度的数值各加5～10g作为冗余量， 最后得到 的加速度即为重力加速度载荷。 9.根据权利要求1所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其特征在于： 步 骤(5)中的约束为对与中冷器相连的管口进行 六自由度完全固定约束。 10.根据权利要求1～9任一项所述的汽车发动机进气中冷管振动强度的分析方法， 其 特征在于： 所述 步骤(7)中校核安全性包括如下步骤： (a)橡胶管强度安全因子 ηr：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201816 A 2其中σr为橡胶管在位移载荷和重力加速度载荷中的最大Mises应力值， σsr为橡胶材料 在设计温度下的拉伸强度； (b)若 ηr>1,则橡胶管的强度满足要求， 反 之若 ηr≤1,则不满足要求； (c)尼龙管强度安全因子 ηb： 其中σp为尼龙管在位移载荷和重力加速度载荷中的最大Mises应力值， σsp为尼龙材料 在设计温度下的拉伸强度； (d)若 ηp>1,则尼龙 管的强度满足要求， 反 之若 ηp≤1,则不满足要求。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201816 A 3