基于CAE平流式换热器无模成型工艺开发.docVIP

基于CAE平流式换热器无模成型工艺开发摘要： 为实现高效的平流式换热器柔性弯曲制造，避免模具对制品的损伤，采用仿真与试验相结合的方法实现平流式换热器无模弯曲工艺开发.与传统的换热器绕弯成型技术相比，该成型过程无须弯曲模，而是通过控制换热器两端的运动轨迹实现弯曲成型，改变相应的运动轨迹能实现不同的弯曲半径.在成型原理分析的基础上，建立无模弯曲成型过程的有限元仿真模型，并基于仿真结果确定合理的弯曲速度、夹头长度和中性层半径等工艺参数.设计并制造无模弯曲成型试验装置，并研究翅片结构等因素对成型质量的影响. 关键词： 平流式换热器； 无模弯曲； 工艺参数； 有限元 中图分类号： TH132.41；TB115.1 文献标志码： B Development of dieless forming process of parallel flow heat exchanger based on CAE ZHANG Zhiwei, ZHANG Qingqing, TANG Ding, LI Dayong, PENG Yinghong (School of Mechanical Engineer, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China) Abstract： To implement efficient flexible bending manufacture of parallel flow heat exchanger and avoid die damage to products, the dieless bending process of parallel flow heat exchanger is developed by the method combining simulation with test. Compared with the traditional rotary draw bending forming technique, the bending forming is implemented by controlling trajectory of the two ends of heat exchanger without bending die. Variable bending radii can be obtained by changing trajectory. Based on the analysis of forming principle, the finite element simulation model is established for dieless bending forming process, and the reasonable process parameters such as bending velocity, gripper length, neutral layer radius and so on are determined according to the simulation results. A test device is designed and manufactured and the effect factors on forming quality such as fin structure are studied. Key words： parallel flow heat exchanger; dieless bending; process parameter; finite element 0 引 言 近年来，我国空调制冷行业发展迅速，已成为全球最大的空调生产国和消费国，其产量约占全球产量的70%.［13］换热器（包括蒸发器和冷凝器）是空调制冷装置的重要组成部分之一，其成型质量直接关系到整个系统的能效和使用寿命.微细通道平流式换热器是一种紧凑、高效的新型换热器，与传统的管翅式换热器相比，其传热效率可提高14%～33%；在获得相同制冷效果的前提下，所需的制冷剂量可减少35%，而冷凝器的体积则减小35%，质量减轻55%.［4］因此，微细通道平流式换热器有望取代管翅式换热器而广泛应用于家用空调系统中. 典型微细通道平流式换热器见图1，主要由微细通道扁管和百叶窗式翅片组成，二者通过钎焊连接.为在不增加空调体积的情况下提高换热器的换热性能，通常将换热器弯曲成方形.传统的绕弯成型需要弯曲模：一方面，在生产过程中弯曲模会产生一定程度的磨损，造成成型精度下降；另一方面，一旦弯曲半径发生变化，弯曲模也要进行相应的改变，从而造成生产周期的增加