随着汽车工业的快速发展，汽车轻量化是主要的发展方向之一。除了汽车的安全性，汽车的舒适性也越来越受到重视。在整个车辆系统中，排气系统对车辆的整体NVH性能起着重要作用。排气系统的一端通过进气管与发动机相连，排气处理通过前消声器、中排气管和后消声器完成。另一端通过挂钩与车体连接。将车辆重力总成的振动激励传递到车身是一种重要的方式。因此，在车辆设计的早期阶段，将计算排气系统的固有频率，并对其振动进行优化，以降低车身振动、噪声水平并延长使用寿命，这是排气系统设计的关键方面。
有限元分析的基本概念是用简单的问题代替复杂的问题，然后解决它们。它将解域视为由许多相互连接的小子域（称为有限元）组成，对每个单元假定一个适当的近似解，然后推导出求解该域的满足条件，从而得到问题的解。这个解不是精确解，而是近似解，因为实际问题被一个更简单的问题所取代。由于大多数实际问题难以获得精确解，而有限元法不仅具有较高的计算精度，而且能够适应各种复杂形状，因此它已成为一种有效的工程分析方法。
排气系统主要由带排气管总成的催化剂、前消声器总成、中排气管总成和后消声器总成组成。各部分通过法兰和螺栓连接，并通过吊钩总成与车体连接。本文根据企业提供的数据，利用三维软件Solidworks建立了汽车排气系统的三维模型，并根据有限元计算要求，在保持其力学性能不变的情况下，简化了模型结构。
本文利用HyperMesh和ANSYS软件对汽车排气系统进行了有限元模态分析，得到了排气系统的约束模态振型、排气系统的固有模态和不同频率下的振型图，从而确定了结构在不同频率下的危险位置，对排气系统的设计具有参考价值。模态分析结果对排气系统尾部消声器总成的离散连续拓扑优化，提高总成的性能具有重要的指导意义。