随着我国的汽车工业快速的发展,汽车的保有量的增加使得其产生的噪声逐渐成为影响人们日常生活的严重问题。所以对车辆噪声的控制,不仅关系到乘坐的舒适性,而且还关系到对环境的保护。而发动机产生的噪声是汽车噪声的主要来源之一,加装消声器是减小汽车排气噪声的最有效的措施,同时也是减小发动机噪声的主要技术措施。随着发动机的功率增加排量增大,消声器的消声量也增加,其结构也越来越复杂。由于排气系统中的高温废气使得其壳体产生较大的温度分布梯度,从而产生有热应力,在长时间的作用下会使得排气系统产生有热疲劳损伤。如今设计出的消声器结构与性能上,主要关注的焦点是排气噪声和排气背压,对排气系统的热负荷和热性能关注的还不是很多,对热疲劳的研究也进行的更少。本文是在某车型排气系统设计与开发项目的基础上进行的。对已设计出来三种方案的排气系统进行有限元的稳态热分析,从中选出较好的一种方案对其进行热疲劳仿真模拟,以评估其疲劳寿命,其研究采用数值模拟分析和试验数据相结合的方法进行。本文最先介绍了国内外在消声器传热以及热负荷研究上的进展和数值技术的数学方法；后介绍了传热学的理论研究,这其中包括了瞬态的热分析理论、稳态的热分析理论、传热边界条件的数学模型以及热应力计算的数学模型；最后就本文的计算工具,有限元法的基本原理以及公式和计算方程的推导做了介绍和分析研究。在排气系统的传热以及热负荷的研究中,应用Fluent软件模拟计算出排气系统内气体的温度分布,获得其壳体的传热边界条件；后采用间接耦合的分析方法,将流体分析获得的热边界条件映射到排气系统的固体模型上,进行传热的有限元计算和分析,并应用有限元软件ANSYS计算出消声器壳体的温度场分布以及其产生的热应力场的分布,并通过相关的试验来验证计算的准确性；最后对三种方案的消声器模型进行传热以及热负荷的研究对比分析。比较得出在传热以及热负荷方面最优的一种方案,并对其进行热疲劳的模拟分析。通过对主消声器有限元的瞬态热分析计算,得到其在各个时间点的热应力分布,并通过相关的热疲劳理论估算出其疲劳寿命,并通过热疲劳试验来比较分析。后对热疲劳的研究过程进行了分析。通过对排气系统的热分析计算研究,可以对最后确定的设计方案提供了一个可靠的依据,也为以后的排气系统的设计提供一个新的研究方向和思路,并通过此次研究可以总结出排气系统的热疲劳寿命计算的思路和方法。