排气歧管是汽车发动机排气系统的重要组成部分,它的工作环境极其恶劣,需要长时间承受高温废气的热冲击和发动机的剧烈振动,在使用中经常出现法兰盘开裂,气道口变形等问题,严重影响排气系统的正常工作。因此,对排气歧管进行性能分析,具有非常重要的意义。本文以一款2V排气歧管为研究对象,分析了其结构特点和性能,并对其所承受的传热性能和振动特性进行有限元分析,寻找该类型排气歧管的薄弱环节或者失效位置,并采用仿生学设计理念对排气歧管进行优化设计。在热场分析过程中,选用Solid90实体对排气歧管进行热单元划分。在明确歧管传热原理的基础上,采用第三类边界条件,通过ANSYS分析获得了排气歧管温度场分布云图,并以此为已知条件,计算歧管的热应力和热变形,确定歧管在使用过程中的热应力集中处,为该类型排气歧管的设计改进提供了依据。在排气歧管振动分析过程中,介绍了模态分析的原理和模态的提取方法,采用Solid95单元对其进行网格划分,通过进行排气歧管的模态分析,获得各阶固有频率和振型等特性,并对歧管的动态特性进行了分析评估。通过对排气歧管的一阶固有模态与发动机的第一弯曲模态比较,确定了其共振频率。对歧管的各阶振型和振幅分析计算可知,歧管在出气道法兰处存在明显的变形,该处被认为是排气歧管的薄弱环节,为后续优化设计奠定了基础。引入仿生学概念,将人体肺气管结构作为仿生对象,采用一种全新的歧管设计方案,以肺气管树分形结构的数学模型为基础重新建立2V排气歧管模型,并进行有限元温度场及振动特性分析。通过对不同壁厚仿生歧管模型的有限元分析,获得壁厚变化与歧管特性之间的规律。：通过与原2V排气歧管比较,发现这种仿生学方法具有可行性,所获得的结果为实际生产设计提供了理论基础。