基于内聚损伤模型的微通道扁管换热器无模弯曲仿真研究

作     者：Clément LABRUGERE 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李大永

授予年度：2016年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：折叠微通道扁管 弯曲 有限元仿真 内聚损伤模型 LS-Dyna 

摘      要：空调系统制造过程中的最大成本来源于换热器制造。传统的换热器制造中换热器装配主要依靠钎焊工艺进行,但钎焊有以下缺点:一方面由于需要依靠大型钎焊炉,从而钎焊过程耗能巨大,使得生产成本大幅增加;另一方面,由于钎焊过程需进行加热,这要求换热器材料在钎焊高温下不易变形。随着在汽车与航空领域越来越广泛的应用,粘接已经被证明能够克服焊接的缺点、高效、稳定地实现复杂系统装配中的不同材料的连接。本文探讨了一种新型的连接方式换热器的弯曲成形性能。采用汽车领域广泛使用的环氧基树脂粘接剂实现微通道换热器中的装配连接,并且该微通道换热器采用无模弯曲成形。本文基于Ls-Dyna显式动力求解器对微通道扁管换热器中的粘接层性能进行了有限元仿真,并采用内聚损伤模型来模拟粘接层材料的弹塑性性能与分层断裂现象。本文通过双悬臂梁试样的端部开口弯曲试验,建立和标定粘接层材料在内聚损伤模型。建立了平行流换热器无模弯曲有限元模型,有限元仿真结果显示所采用的粘接剂强度足够保证无模弯曲的进行,粘接层在微通道扁管换热器的弯曲过程中仅发生塑性变形而未发生失效,并且采用粘接能够很好的限制微通道扁管换热器无模弯曲过程中发生屈曲。本研究首次对粘接型换热器的弯曲成形性能进行了探讨今后需要开展更多的粘接性能试验与换热器弯曲实验。