【摘 要】
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机械胀接是利用模具在管中的推进,使换热管胀大,实现换热管和翅片连接的一种成形工艺。由于其工艺简单,便于大规模自动化生产,管-翅连接强度高等优点,在换热器制造中获得广泛
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机械胀接是利用模具在管中的推进,使换热管胀大,实现换热管和翅片连接的一种成形工艺。由于其工艺简单,便于大规模自动化生产,管-翅连接强度高等优点,在换热器制造中获得广泛的应用。由于胀接行程的限制,目前机械胀接工艺多用在小型换热器的生产中。机械胀接工艺在大型换热器生产中的应用一直是该领域的难点及热点之一。本文通过有限元仿真和试验的方法,对大型管-翅式换热器的机械胀接工艺进行研究。本文基于弹塑性力学理论,对换热管的胀接过程进行了解析分析,推导了换热管与翅片之间的残余接触压力以及胀接驱动力的解析解。建立了含支撑板结构的大型换热器的机械胀接工艺的有限元模型,并对胀接成形进行仿真计算。分析了胀接驱动力、换热管参数的变化、翅片的倒伏规律以及翅片最易损坏的位置,分析了支撑板的存在对翅片变形的影响,研究了支撑板的弯曲变形情况及原因;通过对对多个换热管胀接的仿真,研究了相邻换热管胀接对中间换热管的影响;研究了模具几何形状对胀接成形的影响,并对胀接工艺进行优化。分别通过解析方法和数值模拟的方法对胀接杆的临界压力进行了计算,并对解析计算公式进行了修正。将计算获得的胀接驱动力与胀接杆的临界压力进行比较,提出胀接生产中可能会出现胀接杆失稳破坏的情况,并提出改进意见。利用换热器试样做了胀接实验,测量了胀接驱动力,以及胀接前后换热管内径、壁厚、管长的变化。实验结果验证了有限元模型的准确性。
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