材料的性能会随着温度的变化发生改变,探究消声器的结构性能应该考虑温度梯度的影响。针对某危险品运输车消声器,利用Fluent计算常速及高速工况下的温度场,并通过实验验证仿真的正确性,再把求解得到的温度场与消声器结构耦合,求解前8阶结构模态。结果表明仿真结果和实验结果趋势一致(高速整体偏差在2.09%,常速偏差在7.12%);常速、高速工况在温度梯度影响下的1阶模态固有频率分别为107.83Hz和107.5Hz,均不会与路面最大激励24.51Hz或发动机激励100Hz产生共振;消声器出口管和左侧壁面为薄弱点,最大变形量为60.8mm。

消声器是排气系统的末端,若是壳体开裂会泄漏高温气体甚至火星,这种情况在危险品运输车上应极力避免。为了探究某消声器在声腔与结构相互作用下的结构性能,根据实物用有限元法建立了结构和声腔的三维模型,使用Virtual.Lab软件建立了声固耦合模型并进行计算分析,对结构模态的频率和变形位置以及耦合模态中频率和振型的变化进行了详细分析。结果表明:耦合作用会影响原结构各阶模态的频率值及振型;其中一个系统在模态频率处振动会引起另一个系统产生振动,二者的相互作用就会影响原系统的模态频率和振型特征;第1阶耦合模态频率113.337 Hz大于发动机激励频率106.67 Hz,不会发生共振。