折叠微通道铝扁管极限承压有限元仿真

微通道扁管是平行流换热器的核心部件,极限承压能力是其最重要的性能指标之一。基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力算法,结合GTN材料损伤模型,建立了折叠微通道铝扁管压爆试验的有限元分析模型,用于分析和预测折叠扁管的承压能力。通过与实际压爆试验对比,仿真计算得到的极限承压值和残余鼓包凸度与实测误差在5%以内,验证了有限元仿真模型的正确性。利用经过验证的有限元模型,分析了不同孔数、辊弯角减薄量和辊弯角度对折叠扁管的极限承压值影响,结果表明:增多孔数、减小辊弯角减薄量和辊弯角度均有利于提高折叠管极限承压值,其中扁管的孔数对极限承压值影响最大。     

铝合金微通道扁管EBSD晶粒度和织构分析

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究经高温大挤压比成形的AA3003铝合金微通道扁管横纵截面的晶粒分布、晶粒度统计和择优取向。结果表明,铝合金扁管的横截面和纵截面晶粒均呈等轴状,椭圆的长短轴比均约1.7左右。横截面平均晶粒尺寸约34.4μm,纵截面的平均晶粒尺寸约41.2μm。扁管沿挤压方向未观察到挤压变形带和焊合线。此外,铝合金微通道扁管织构为弱立方织构(100)[001]混合沿着挤压方向强高斯织构(110)[001]。并且经过高温严重塑性变形铝合金的微通道扁管的组织为再结晶组织,晶粒呈椭球状,顺着挤压方向略有拉伸,并生成典型铝合金再结晶织构。     

连续挤压的铝合金扁管漏气原因分析

采用连续挤压技术生产的铝合金微通道扁管容易出现漏气现象,会极大地影响其使用,并造成严重的经济损失。根据生产实践,对工业生产中发生的扁管漏气原因进行了分析,并且提出了解决方案。     

微通道扁管挤压成形模拟及焊合质量的预测

采用刚塑性有限元软件DEFORM-3D对微通道扁管的挤压成形进行数值模拟,得到两种分流模具挤压微通道扁管时焊合面上静水应力、等效应力和金属速度的分布以及变化规律。利用Donati提出的K参数法对两种模具的焊合面焊合质量进行预测对比,得到平面模和球面模的焊合面焊合质量指标Kad值分别为154.7和196.0,表明球面模挤压得到的扁管焊合质量优于平面模。通过实验测量两种模具挤压得到扁管的爆破压力分别为18.5MPa和26.0MPa,表明球面模挤压扁管的承压能力高于平面模,并进一步验证了预测结果。     

铝合金微通道扁管热挤压成形数值模拟

铝合金微通道扁管热挤压成形中温度变化对成形质量有重要的影响。通过Gleeble热压缩试验,研究了AA3102铝合金的流变应力关系,并基于带线性软化项的修正的Voce硬化模型建立了该合金的本构关系。基于此模型,利用Qform-Extrusion软件平台建立了微通道扁管挤压成形的有限元模型,并通过与现场生产试验对比验证了模型的准确性。利用验证的有限元模型,以峰值挤压力和模孔出口处产品温度为目标变量,进行了仿真模拟正交试验研究。研究结果表明,峰值挤压力随着坯料温度梯度的增大而增大,模孔出口处扁管峰值温度随着挤压速度的增大而增大,调整挤压速度可以减小扁管温差。     

微通道换热器扁管与集流管焊接关键工艺改进

针对微通道换热器用扁管与集流管连接处炉中钎焊焊接工艺进行了研究,根据相关钎焊理论及试验数据,对现有扁管槽结构进行了改良。采用改良的扁管槽结构,焊接质量得到了显著提高,扁管基本不再紧贴扁管槽一侧,降低了焊缝尾部缺陷率,平均缺陷率由20%降低为:中间段焊缝缺陷率小于等于2%,固定端焊缝缺陷率不高于5%。焊缝成形良好,降低了泄漏风险,保障了焊接品质。此外,在焊接试验的基础上,对焊接缺陷产生原因及改良机理进行了分析。     

3xxx铝合金微通道扁管晶粒组织和加工硬化

采用电子背散射衍射技术,研究了分别使用两种铝合金(3102和3F03)制备的同规格微通道扁管的晶粒组织,比较了5%冷轧变形后两种铝扁管中的残余应变分布。对冷轧后的铝扁管进行600℃/3 min退火处理,获得了包含异常大晶粒的退火组织。基于铝扁管的单向拉伸实验数据和加工硬化率曲线,建立了含应变修正项的硬化模型。使用该模型对单向拉伸变形过程中铝扁管材料中的位错密度和位错平均自由程演化进行了求解。结果表明:相比于3F03挤压态铝扁管,5%冷轧变形使得3102挤压态铝扁管筋部组织发生较高程度加工硬化; 3102挤压态铝扁管在塑性变形过程中的位错平均自由程较小; 3102挤压态铝扁管因具有较高的Si元素固溶含量和较小的晶粒尺寸而具有较高的加工硬化率。     

微通道铝扁管表面喷锌后“白点”的形成机制

利用超景深光学显微镜对微通道铝扁管喷锌后的"白点"位置进行观察发现,"白点"由许多凸起的岛链状物聚集组成,这些岛状物在扁管的正常部位以大量分散状态存在。对"白点"位置的截面进行观察发现,该位置由微米级粒子堆积而成,高度约20μm。利用扫描电子显微镜对"白点"进行了观察,结合能谱分析结果显示,"白点"位置的岛链物主要成分为锌。基于分析结果推断"白点"的形成过程为:电弧喷锌过程中产生的锌固体颗粒在空气中会聚集成锌灰团,这些锌灰团很容易被卷进喷涂气柱中,直接喷射到铝扁管的表面发生撞击散裂成更细小的锌灰团,随后粘附在扁管表面形成光学显微镜观察到的岛状物,若初始锌灰团尺寸较大,则撞击产生的分散面积大,出现肉眼能见的大尺寸"白点"。平行流换热器组装后测试结果表明,这些所谓的"白点"并不会增加铝扁管的熔蚀泄漏的风险。     

微型微通道管的连续挤压成形工艺

微型微通道管产品具有孔道数量多、孔道尺寸小、壁厚薄、尺寸精度要求高等特点,制备加工难度很大。采用连续挤压制备方法,通过采取双槽挤压方式、增加金属导流板等措施,对模具结构与加工方法、挤压工艺进行优化设计,明显改善了微型微通道管产品挤压成形时金属在产品宽度方向的流动均匀性、孔道部位的有效填充及焊合质量,解决了挤压过程中模具模芯强度不足导致的尺寸超差与失效问题和溢料过多导致产品无法挤出等问题。最终成功试制了厚度为2.2 mm、宽度为45 mm的52孔微型微通道管产品,产品外形尺寸和组织结构均满足设计要求。     

扁管面内绕弯成形起皱的仿真与试验分析

文章研究一种扁管的面内弯曲加工。扁管面内绕弯成形是一个受材料性能和工艺参数等诸多因素影响的复杂变形过程,在成形过程中极易产生起皱等缺陷,导致成形质量难以保证。文章针对起皱的多个影响因素进行试验设计,并建立有限元模型,对成形过程进行数值模拟。研究了各个因素对起皱的影响规律,并给出使扁管起皱较小的各因素的参数设计。研究结果对扁管面内绕弯成形过程工艺参数的选取,提供了理论依据。     

四通道铝合金扁管的试制

本文阐述了汽车空调器专用四通道铝合金扁管的试制过程。主要介绍了四通道铝合金扁管挤压模具的结构与设计的特点及其工作原理,影响扁管成形的因素和在试制过程中PDCA循环处理情况。     

扁管类铝型材挤压模分流孔设计方案的比较分析

通过实际例子介绍了扁管类铝型材挤压模结构特点,提出了成形扁管类铝型材的5种挤压模分流孔结构,分析了每种分流孔结构的特点和适用性,提出了得到最佳优化设计的方法,可为成形扁管类铝型材挤压模设计提供参考。     

TA18高强钛管数控弯曲成形截面扁化研究

截面扁化是管材弯曲成形过程中不可避免的物理现象,而严重的截面扁化会影响弯管件的合理装配,从而制约其广泛应用。本文建立了考虑收缩应变比和弹性模量变化的钛管数控弯曲成形有限元模型,研究了不同几何条件和不同工艺条件下TA18钛管的截面扁化行为。结果表明：同时考虑收缩应变比和弹性模量变化规律可使截面扁化量发生改变,对变化规律无显著影响。获得了合理的几何、工艺参数范围。为研究TA18钛管的成形预测与控制并最终实现精确成形提供了依据。     

TA18高强钛管数控弯曲成形截面扁化研究（英文）

截面扁化是管材弯曲成形过程中不可避免的物理现象,而严重的截面扁化会影响弯管件的合理装配,从而制约其广泛应用。本文建立了考虑收缩应变比和弹性模量变化的钛管数控弯曲成形有限元模型,研究了不同几何条件和不同工艺条件下TA18钛管的截面扁化行为。结果表明:同时考虑收缩应变比和弹性模量变化规律可使截面扁化量发生改变,对变化规律无显著影响。获得了合理的几何、工艺参数范围。为研究TA18钛管的成形预测与控制并最终实现精确成形提供了依据。     

248nm准分子激光辅助微铣削加工有机玻璃表面微通道实验研究

采用248 nm的Kr F准分子激光器对有机玻璃PMMA进行表面微通道的辅助微铣削实验。利用自行研制的实验装置,通过分析铣削过程,研究了激光工艺参数及微铣削工艺参数对铣削微通道底面质量的影响。以微通道沟槽表面粗糙度为质量指标,设计了正交试验方案,用极差和方差分析法比较了各工艺参数对微通道底面粗糙度的影响规律,得到了最优工艺参数组合。结果表明:铣削参数对微通道底面粗糙度的影响明显强于激光参数;基于优化的工艺参数组合加工的有机玻璃微通道底面粗糙度可达Ra50 nm左右,且边缘整洁、通道宽度均匀。     

薄壁铝合金扁管挤压模优化设计

4腔薄壁铝合金扁管的尺寸及其精度高于国家内部标准要求，生产时难度很大。阐述了该4腔薄壁铝合金扁管挤压模优化设计的具体措施。     

Conform生产工艺对D97扁管性能的影响

随着我国汽车工业的迅猛发展,汽车空调器的应用越来越广泛。总结了在Ｃｏｎｆｏｒｍ连续挤压生产工艺生产汽车空调器用Ｄ９７五孔扁管过程中,微量元素、挤压温度以及挤压比对Ｄ９７扁管力学性能的影响。     

实现微通道流量均匀分配的集流器优化研究

集流器结构设计效率低下是导致微通道散热器流量分配不当的关键因素。为实现多通道散热器中均匀流动,采用ANSYS-Fluent数值模拟传统与优化集流器下微通道中的流动性能,利用气液两相流模型分析微通道中质量流量分布情况,对比2种集流器的微通道散热器在不同流动状态下的适用状况。结果表明：传统集流器沿壁面边界层的生长以及高低速分布是导致流量分配不均的主要原因;在入口流速0.5 m/s时,传统集流器中各支管质量流量偏差达到32.2%,而优化集流器仅为8.9%,各支管流量均匀性提高72.36%;优化集流器下的散热器中压能利用效率高,高压区域面积大,末端压力处于140~260 Pa的中压区域;在层流和湍流2种流动状态下,优化型散热器中各支管间流量差异能控制在±15%以内,而传统结构在±40%左右,优化结构具有更强适用性。     

亚毫米孔径微通道铝合金管挤压成形的数值模拟

基于DEFORM-3D有限元分析平台,采用网格分步重划分的方法,实现了对微通道管成形非稳态过程的三维数值模拟,获得了成形过程模具中的金属应力和流速分布,以及模具受力情况。利用数值模拟结果,结合压力-时间判据,对焊合质量进行评估,并利用热模拟试验机模拟了挤压成形中相应温度和接触压力下的焊合过程。该文研究可对实际生产微通道管时工艺参数优化和挤压模具设计等问题提供参考。     

PECVD喷淋板上微通道结构对射流均匀性的影响性分析

喷淋板微通道结构对等离子体增强化学气相沉积镀膜工艺成膜均匀性具有重要影响,目前缺少对不同微通道差异性的研究。通过采用滑移边界修正的连续流计算方法,获得克努森数为0.009～0.01的微通道流动特性结果,计算结果与其他微通道试验与计算结果具有一致性。结果表明,等径型与收缩型微通道几何尺寸对均匀性影响较小,出口射流所形成的涡流会降低均匀性,扩张型微通道提高出口扩散性,其射流均匀性明显优于前两者。通过提出均匀性量化方法,研究等径型、收缩型和扩张型三种具有代表性的微通道结构,进一步完善了喷淋板及稀薄环境微通道研究的不足。