汽车排气歧管是将发动机工作时产生的废气,从多个汽缸中顺利排出的重要零件,其结构设计的好坏会直接影响着汽车的舒适性、废气的顺利排放、废气的催化转换处理和发动机的效率。排气歧管的振动特性会影响汽车的舒适性,也会影响其自身的寿命；同时它的结构会影响内流体的速度、温度和压强分布,速度场决定是否排气的顺畅,温度场决定着催化转换器的效率,排气背压则会影响发动机的效率；排气歧管的热应力分布直接影响着排气歧管的热疲劳寿命。因此,排气歧管的设计需要从多个方面进行综合考虑,一方面需要满足其使用要求,另一方面还需要保证其工作寿命。目前,排气歧管的失效现象时有发生,排气歧管的使用要求也越来越高,因此提出一种统一全面的设计理论十分必要。首先通过对排气歧管振动特性的研究,建立了排气歧管的几何模型和有限元模型,对排气歧管进行了自由模态和约束模态分析,通过分析,得到了排气歧管振动特性良好的结论。其次通过对排气歧管内流体的研究,建立了发动机的GT-power模型和排气歧管内流体的有限体积模型,进行了内流体耦合仿真,分析了内流体的速度场、温度场和压强场,得到了排气歧管的结构能够满足催化转换器和发动机效率的要求,不需要对排气歧管结构进行优化的结论。然后通过对排气歧管热应力的研究,建立了排气歧管GT-power模型和有限元模型,对排气歧管进行了热分析和两种约束情况下的热应力分析,得到了排气歧管的最大热应力在其出口处和入口1处,以及约束对排气歧管的热应力会产生很大的影响的结论。最后利用Manson.Coffin公式对排气歧管进行了热疲劳寿命分析,得到了排气歧管需要采取改善约束条件等措施的结论。本文的研究表明,该汽车排气歧管不会发生共振,其振动特性能够满足要求；其内流体的流速和温度也能够满足催化转换器的使用要求,并且其压强不会影响发动机效率；排气歧管需要采取改善约束条件等措施,来增加其热疲劳寿命。本文能够仿真得到排气歧管的使用性能和寿命性能,为改善排气歧管的结构设计提供了一种统一全面的设计方法。