1. 选题的依据、目的和意义：

   随着世界工业发展水平的不断提高，人们的物质文化需求不断增加，作为代步工具的汽车发展迅速。汽车在给人带来方便的同时，也带来了噪声、污染等诸多问题。由此，对汽车不断进行优化改进，是大势所趋。汽车排气歧管是将发动机工作产生的废气，从多个气缸中顺利排出的重要零件，其结构设计的好坏直接影响汽车的舒适性、废气的顺利排放、废气的催化转化处理和发动机的效率。

   汽车排气歧管的优化设计具有重要意义。一方面随着汽车工业的不断发展和现如今全世界对能源需求日益增加，节能与减排成为现代汽车技术发展的重要主题；另一方面发动机的功率、油耗性能、环保性能会受到来自发动机排气歧管的空气流通性和承载高温能力的影响，所以随着发动机技术的不断进步，越来越多的研究人员和汽车生产商投入到汽车排气系统排气歧管结构优化设计的研究中来^[1]。

   对柴油机排气歧管进行振动疲劳分析，能有效了解排气歧管的动响应、疲劳强度，分析振动疲劳失效的原因，改善排气歧管结构，提高其寿命^[2]；对排气歧管进行内流场分析，能充分了解内部气体运动规律，排气歧管内部气体的温度和流速的变化都会引起排气歧管性能的变化，通过对其流场的研究，能有针对性的对排气歧管内部结构优化；对排气歧管进行热应力分析，能有效了解排气歧管各部分的高温承载能力，有利于排气歧管局部优化，能有效避免局部高温、排气歧管开裂、密封不严等问题。通过对某柴油机的振动特性、内流场与热应力分析，能发现某柴油机设计的缺陷及可能存在的问题，对某柴油机结构进行合理优化，并有效提高柴油机排气歧管性能，降低疲劳损耗，同时，也对同类发动机排气歧管的优化设计提供借鉴。

2. 研究的基本内容与方案

1. 国内外研究现状及发展趋势：

   国外对排气歧管的研究已经有几十年的历史，早在上世纪五六十年代，国外的工程师们对排气歧管就进行了各方面的研究，在理论和试验方面都取得了很多成果。国内对汽车排气歧管研究方面起步比较晚，但随着科学技术的发展，学术交流的活动日渐频繁地开展，为提高国内的研究水平提供了重要的平台，同时，随着国际先进汽车企业的进入及我国研究水平的提高，在排气歧管研究上也取得了许多重要的成果，并用于实际生产中。自从计算机技术于1940年代快速发展，排气歧管的研究也进入了高速发展的快车道。一些研究学者希望通过计算机数值模拟程序来对发动机排气歧管进行优化改良,这一想法后来慢慢演变发展成现如今的有限元仿真软件^[3]

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