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空-水冷卻器產(chǎn)品的設(shè)計過程中，最重要的環(huán)節(jié)之一便是對產(chǎn)品進(jìn)行壓力強度分析，而設(shè)計前期最為經(jīng)濟(jì)和直觀的設(shè)計方法便是有限元模擬分析法。
1項目介紹
1.1背景
由于冷卻器在每個項目中都會涉及到不同的壓力等級，一般而言，設(shè)計壓力0.6Mpa，測試壓力為1.5倍的設(shè)計壓力即0.9Mpa是比較常見的壓力等級，但由于一些特殊項目涉及到設(shè)計壓力1.2Mpa，測試壓力1.8Mpa，高壓等級，這就要求設(shè)計者能夠用最經(jīng)濟(jì)最直觀最快速的方法評估方案的可行性，也就是本文研究的基于ANSYS有限元分析的強度分析法。
1.2分析過程
空-水冷卻器的模型由Pro/Ewildfire5.0建立，并轉(zhuǎn)化為IGS或者Parasolid文檔以便與ANSYS進(jìn)行對接進(jìn)行FEM分析。IGS或Parasolid文檔導(dǎo)入之后首先需要進(jìn)行網(wǎng)格劃分、載荷加載以及邊界條件的設(shè)置。ANSYS計算之后便可以在通用后處理軟件中觀察產(chǎn)品各位置的應(yīng)力、變形和位移等。
1.3材料參數(shù)
表1反映了產(chǎn)品所用材料的力學(xué)特性和參數(shù)，包括：內(nèi)管板、外管板。
2水管強度分析
2.1Pro/E模型
空-水冷卻器模型在Pro/Ewildfile5.0中建立，零件包含：內(nèi)、外管，內(nèi)、外管板，法蘭，封頭，螺栓地等。
2.2有限元模型
IGS文檔直接導(dǎo)入ANSYS已進(jìn)行有限元分析，網(wǎng)格劃分采用SolidTet10node187單元，如圖1所示，網(wǎng)格劃分后共生成41431個四面體10節(jié)點的單元。
2.3結(jié)果
1Mpa的工作壓力導(dǎo)致了管壁極其微小的位移，最大位移為6.75×10-4mm，這個對冷卻器來說是可以接受的。而管壁內(nèi)表面最大的應(yīng)力則為17.918Mpa。
3封頭強度分析
3.1Pro/E模型
當(dāng)冷卻器正常工作時，外管幾乎是不承壓的，即使泄露，外管板所承受的壓力不會大于內(nèi)管板，所以可以著重對內(nèi)管板進(jìn)行強度分析。對于螺栓、螺母、墊片等緊固件在ANSYS中可以用空-水冷卻器產(chǎn)品的設(shè)計過程中，最重要的環(huán)節(jié)之一便是對產(chǎn)品的壓力強度進(jìn)行分析，而設(shè)計前期最為經(jīng)濟(jì)和直觀的設(shè)計方法便是有限元模擬分析法。
由于冷卻器在每個項目中都會涉及到不同的壓力等級，一般而言，設(shè)計壓力0.6Mpa，測試壓力為1.5倍的設(shè)計壓力即0.9Mpa是比較常見的壓力等級，但由于一些特殊項目涉及到設(shè)計壓力1.2Mpa，測試壓力1.8Mpa，高壓等級，這就要求設(shè)計者能夠用最經(jīng)濟(jì)最直觀最快速的方法評估方案的可行性，也就是本文研究的基于ANSYS有限元分析的強度分析法。
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