1、排氣系統(tǒng)作為車輛正常行駛的一個重要組成部分，其工作環(huán)境十分惡劣，不但要經(jīng)歷發(fā)動機高溫高壓廢氣對其產(chǎn)生的流體沖擊，而且還要受到發(fā)動機機體振動和車體振動等激勵的作用，在這種復(fù)雜激勵環(huán)境下，排氣系統(tǒng)勢必產(chǎn)生激烈振動。而排氣系統(tǒng)長時間的振動又使其容易產(chǎn)生疲勞裂紋，當(dāng)裂紋擴展到一定程度時，就會影響到排氣系統(tǒng)的效率和使用壽命，使其不能正常工作。因而，為了確保車輛安全可靠運行，對含裂紋車輛排氣系統(tǒng)的動態(tài)特性等深層次問題進行深入研究具有非常重要的現(xiàn)實意

2、義。本文的研究目的就是要解決在復(fù)雜激勵環(huán)境下含裂紋車輛排氣系統(tǒng)動態(tài)特性的一些問題。主要內(nèi)容包括:
　　應(yīng)用有限元位移法構(gòu)建含裂紋管單元的動力學(xué)模型。首先，根據(jù)斷裂力學(xué)理論，推導(dǎo)出含裂紋管單元的動能表達式以及包含裂紋所釋放的附加應(yīng)變能的裂紋管單元勢能表達式，然后，應(yīng)用拉格朗日方程建立含裂紋管單元的動力學(xué)方程，為進一步建立含裂紋車輛排氣系統(tǒng)的動力學(xué)方程奠定基礎(chǔ)。
　　將排氣管用若干管單元的組合進行模擬，其中既包含無裂紋的管單元，

3、也包含有裂紋的管單元。通過建立廣義坐標系，計算各管單元的坐標協(xié)調(diào)矩陣和轉(zhuǎn)換矩陣，將無裂紋的管單元和有裂紋的管單元進行整合，從而構(gòu)建并得到含裂紋排氣系統(tǒng)的非線性動力學(xué)方程。
　　根據(jù)路面隨機激勵特性、裂紋故障激勵特性和發(fā)動機振動激勵特性對含裂紋排氣系統(tǒng)的影響，利用多尺度法對含裂紋排氣系統(tǒng)非線性振動特性進行分析。研究表明，系統(tǒng)非線性振動主要來源于發(fā)動機振動激勵和路面隨機激勵以及它們分別與呼吸裂紋故障激勵共同作用下的參強振動。