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基于Abaqus的某发动机进气歧管支架的有限元分析

王旭

一汽研发总院CAE研究所长春130000

摘要:进气歧管支架是保证进气歧管位置可靠固定、确保进气歧管在工作中不发生偏移与共

振确的重要支承结构。本文分析了某发动机进气歧管支架的强度与进气歧管系统的模态频率。在

进气歧管支架改进结构对进气歧管系统模态频率提升作用不明显的情况下，分析了进气歧管系统

模态频率对各因素的敏感性，为提高系统模态频率提供有效途径，为后续结构改进指明方向。

关键词:进气歧管支架，强度，模态频率，敏感性

1.简介

1.1进气歧管支架

进气歧管是发动机进气系统的重要组成部分，其一端与进气总管后端的进气谐振腔相连，另

一端与进气门相连，主要功能是将洁净空气均匀地分配到发动机各进气道。随着汽车轻量化技术

的发展，进气歧管目前大多采用轻质塑料材质（如PA6+GF30等）制造而成。

进气歧管支架将进气歧管及其所连接的节流阀体总成固定在发动机缸体上，保证进气歧管位

置可靠，确保进气歧管在工作中不发生偏移与共振，是重要的支承结构。

1.2模态分析

模态分析是研究结构动力学特性的一种方法，应用于工程振动领域，是结构动态设计及故障

诊断的重要方法。模态是机械结构的固有振动特性，每阶模态都有对应的特定固有频率。其1

阶模态固有频率在振动中起主要作用。

1.3敏感性分析

敏感性分析是研究和分析由于客观条件（即各影响因素）的不确定性变化，引起所研究响应

量的变动程度。如果某些不确定性因素在一定范围内的变化使响应量产生的变化幅度很大，则说

明这些不确定性因素的敏感性较强，反之则敏感性较弱。敏感性分析就是用来确定敏感性强的不

确定因素，分析其产生原因，并采取相应对策有效改善系统，减少可能发生的风险。

2.进气歧管支架的有限元分析

2.1模型建立

某发动机进气歧管系统的几何模型如图1所示：

进气歧管

节流阀体进气歧管支架

体

发动机缸体

图1.进气歧管系统几何模型

其中，进气歧管支架的材料为SS400，其几何模型如图2所示：

厚度3.5mm

图2.进气歧管支架几何模型

在Abaqus中建立该进气歧管支架的有限元分析模型，计算工况及约束条件如表1所示：

表1.进气歧管支架计算工况

序号工况约束

1垂直

2纵向

发动机缸体截面及进气歧管端面1-6自由度

3侧向

4约束模态

2.2有限元分析结果

对给定的各工况进行计算后发现，进气歧管支架的强度满足要求。系统模态频率结果如表2

所示：

表2.进气歧管系统模态频率计算结果

阶次1阶2阶3阶

数值（Hz）179202280

振型进气歧管向上方弯曲进气歧管向车前方弯曲进气歧管向上方弯曲

其中，1阶模态位移如图3所示：