关于电阻焊接波形传热板的应力分析与测试

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第44卷第4期机械工程学报v。1．44No．42008年4月CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGApr．2008电阻焊接波形传热板的应力分析与测试木许晓飞刘志军史启财刘凤霞(大连理工大学流体与粉体工程设计研究所大连116012)摘要：根据有限元法建立利用电阻点焊和缝焊制造的鼓泡型波面传熟板的三维应力分析模型，研究并开发这种强化传熟零件的应力计算程序。通过理论分析和程序模拟计算，得出传熟板在不同内压下的板片应力

2、分布规律，校核这种特殊传热零件的可靠性，同时考察沿某一映射路径板片的应力分布情况。通过与应力测试结果进行比较，验证计算结果的可靠性。关键词：有限元法电阻焊接板数值模拟应力测试中图分类号：TQ050．3StressesAnalysisandMeasureoftheWavyHeatTransferPlateMadebyResistanceWeldsXUXiaofeiLIUZhijunSHIQicaiLIUFengxia(R＆DInstituteofFluidandPowderEngineering，DalianUniversityo

3、fTechnology,Dalian116012)Abstract：The3Dstressesanalysismodelofthewavyplateusingforheattrans~rthatismanufacturedbyresistancespotweldsandsealweldsisestablishedwithelementanalysismethods．Anumericalsimulationprogramisdevelopedfortheanalysis．Basedonresultsoftheoryanalysis

4、andsimulationcalculations，thedistributionofstressesontheheattrans~rsurfaceofwavyplateisacquiredunderthedifferentinnerpressures．Thereliabilityofspotweldsofthewavyplateisinvestigated．Inaddition，thedistributionsofstressesalongsomecertainmappedpathsareexamined．Theaccurac

5、iesofthenumericalsimulationresultshavebeenverifiedbycomparingwiththestressesmeas~eresults．Keywords：Finite-elementmethodResistanceweldedplateNumericalsimulationStressesmeasure0前言利用电阻点焊和缝焊制造工艺加工制做的鼓泡型波面板是一种效率较高的传热零件，有非常好的应用前景。鼓泡型波面板传热零件是由两块薄板经电阻点焊、缝焊和鼓压成形后制做而成的，其结构如图l所

6、示。两块相同规格的板片周边进行电阻缝焊，板片上均布实施电阻点焊，经成形后，板面上焊点处形成凹坑，其余部位形成内腔凸起，靠缝焊密封的周边设置流体进出接管的焊接位置，这便形图l鼓泡型波面板几何模型成了表面呈波纹状鼓泡结构的强化传热零件。它既在已经发表的文献中，大都研究有关波面板传克服了列管换热器传热效率低和体积庞大的缺点，热设备的流动及传热特性Il，而对其制造和使用过又解决了普通板式换热器周边橡胶密封条易老化和程中的强度和应力等力学行为的分析和研究较少。泄漏的问题，同时它不受尺寸、形状和材料等限制，鼓泡型波面板的板材较薄，加之电阻点

7、焊和缝可通过任意组合来制做高效的换热装备IJ】。焊等局部约束条件较多，制造成形后存在残余应力等条件的影响，使得该传热零件仅适用于低压场合，且不同程度地存在板片泄漏和焊点失效等问题，影}国家高技术研究发展计划资助项目(863计划，2006AA05Z216)。20070513收到初稿，20071103收到修改稿响了该传热零件的推广和使用，有必要研究鼓泡型维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com机械工程学报第44卷第4期波面板的应力分布规律。大变形弯曲问题时，此二阶Shell93单元的模拟结

8、果ANSYS软件是一种使用较为广泛的有限元分析比一阶的Shell63单元更好地适用于曲壳结构。软件，它具备点焊连接模拟的功能，支持零部件独立Shell93单元是通过八个节点，四个厚度和正交各向划分网格，互不关联。点焊的位置可不受表面节点的异性材料属性来定义的。单