板式翅片滚压成形过程数值模拟与参数控制规律的研究

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1、摘要论文题目：板式翅片滚压成形过程数值模拟与参数控制规律的研究学科专业：机械电子工程研究生：石秋强签名：丑巡塾指导教师：郑建明教授签名：塑丝型≥f摘要板式翅片作为强化传热的核心元件已广泛应用于各领域，其加工质量和结构的优劣直接影响着强化传热的性能，因此，研究和探索翅片加工的新工艺则具有很重要的意义。本文针对目前板式翅片加工过程中存在的工艺复杂、制造成本高以及制件使用性能差等缺点，提出了一种板式翅片的绿色加工工艺一滚压成形加工。论文分析了板式翅片滚压成形过程中塑性变形的特点，建立了滚压成形过程中滚压成形刀具受力的数学一力学模型

2、，推导出了滚压成形刀具上的受力预测计算公式；根据金属塑性变形的原理，设计了滚压成形刀具，基于体积不变原理和最小阻力原理，建立了翅成形的理论计算模型，获得了翅片高度的理论计算公式，为板式翅片滚压成形工艺的进一步研究提供理论依据。基于滚压成形中滚压成形刀具和工件间相对运动关系，建立了板式翅片滚压成形的有限元分析模型，采用Deform一3D有限元分析软件实现了板式翅片滚压成形过程的数值模拟；分析了A型翅片和矩型翅片滚压成形过程中工件上的等效应力、等效应变分布状态及流动速度场，采用点追踪方式研究了工件材料在滚压过程中的变形情况，给出

3、了工件上各追踪点的应变幅度曲线，揭示了板式翅片滚压成形过程中金属塑性流动的规律。针对翅片滚压成形中滚压成形刀具的结构问题，研究了滚压成形刀具在滚压成形过程中不同时刻的等效应力分布情况，分析了A型翅片和矩型翅片成形过程中刀具上的载荷变化，为滚压成形刀具结构的优化设计提供有效参考。采用正交试验方法，获得了压下量、滚压速度、摩擦因子和刀尖角等工艺参数对板式翅片滚压成形的影响规律；利用多元非线性回归的方法获得了翅片高度和板料被拉长的长度经验方程，经过F检验，其回归效果显著，可用于指导板式翅片滚压成形的生产实践。根据板式翅片滚压成形的

4、特点，设计了实验方案，通过实际滚压成形加工实验，获得了与仿真结果相吻合的翅片结构，表明了数值模拟的真实性和有效预测性，同时，也证明了板式翅片滚压成形工艺是可用于生产实践的可行性工艺；在数值模拟和滚压实验的基础上，设计了板式翅片滚压成形设备，为成形设备的生产制造和板式翅片滚压成形工艺的推广和应用奠定了基础。关键词：板式翅片；翅片高度；数值模拟；工艺参数：滚压成形设备西安理工大学硕士学位论文本研究得到了陕西省自然科学基础研究计划项目《板式翅片滚压成形机理及参数控制方法的研究》(编号：2006E123)的资助。lIAbstract

5、Title：RESEARCHONROLLINGFORMINGPROCESSOFPLATE-FINSBYNUMERICALSIMULATIONANDLAWOFPARAMETERSCONTROLMajor：MechanicalandelectronicengineeringName-QiuqiangSHISupervisor-Prof．JianmingZHENGSignature：Asastrengthenedheattransfer'skeypart，plate-finshavebeenusedwidelyinthefield

6、ofpetroleumchemicalindustry．Itsadvantageanddisadvantageofprocessingqualityandconstmctionhavedirectinfluenceontheperformanceofheattransferenhancement．Therefore，explor蜀【tionandresearchofthenewprocessforfinmachininghaveveryimportantmeaning·The：rearemanyproblemssuchasc

7、omplicatedtechnology,manufacturingcostandhigher,pooroperationperformance，etc，intheplate—finsprocessingprocess．Rollingformingprocessingwhichisagreenprocessingmethodofplate-finsispresentedaccordingtothoseproblemsinthispaper．Thecharacteristicofplasticdeformationinroll

8、ingformingprocessforplate-finsisanalyzed．Themathematicsandmathematicalmodelfortheforcesofrollingformingtoolinrollingformingprocessisconstructed．T