随着我国综合国力的增强,政府大力完善各类基础设施,对危险品的需求量也越来越大,据2011年统计,各类危险品运输车辆近20万辆,从业人员超过60万。这类物品往往具有易燃易爆等特殊性质,所以应对这种运输车提出更高的要求,同时由于汽车保有量的激增,噪声污染也逐渐成为一个热点问题。到目前为止,车辆排气系统的流场、结构性能以及声学性能方面的研究甚多,但耦合研究的成果略少。本文选取了某特种车的排气消声器作为研究对象。首先,基于实物测量建立了消声器的三维模型,划分流体网格后进行流体分析,计算了3种工况下消声器的内流场和温度场,并通过实验验证仿真结果的正确性,结果表明平均偏差不超过6.5%。分析结果如下:3种工况下温度场分布相似,中速、高速工况下尾气温度和消声器壳体温度较高,其数值均超过了GB 13365-2005的规定,降温性能有待提高。然后,划分结构网格和声学网格,把CFD分析得到的数值结果作为边界来求解消声器的结构模态,分析结果如下:温度载荷对结构模态有影响,频率数值表现为减小,振型特征影响不大,消声器出口端扩张腔侧面出现最大变形量60.788mm,为该消声器的薄弱位置;动态性能良好,不会与发动机激励和路面激励产生共振。把温度场作为边界条件,计算有温度载荷影响下的消声器传递损失,分析结果表明在温度的影响下,低频段消声数值平均减弱2～3d B,中频段变化很小,高频段数值有所增加,约23d B。其次,建立了声固耦合系统,分析了声腔与结构相互作用下的结构性能,分析结果如下:前3阶变化不大,4～8阶模态频率有所降低,说明耦合系统中空气对以结构变形为主的振型特征影响不大,但增加了各阶的最大变形量,数值平均为0.6mm。最后,对消声器进行优化设计,在消声器扩张腔外部加装冷却水套,通过变型变量分析确定冷却水槽宽度为6mm、冷却水流速为0.6m/s,并把消声器壳体加厚1mm。优化后通过仿真计算显示最需要改善的高速工况的出口平均温度为257.03℃,降幅为24.68%;壳体最高温度为128.74℃,降幅为39.75%;壳体薄弱点最大变形量下降了21%。优化后有效提高了危险品运输车的安全性。