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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
： 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 oid 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
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%.［13］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和生产效率的下降.近年来，市场对多种类、高质量、低成本和低能耗空调的需求越来越大，对换热器种类也提出更多的要求，从而对换热器的柔性化制造提出迫切的需求.与传统的绕弯成型相比，无模弯曲成型不需要弯曲模，能实现生产过程的柔性化要求，同时可减少模具对制件的损伤.
目前，已有国内外的学者对无模弯曲成型工艺进行研究：HU等［5］通过仿真的方法研究管材的感应加热无模弯曲成型方法；KUBOKI等［6］通过解析和试验研究用弯曲臂代替弯曲模的方法进行U形件的弯曲；AMIMOTO等［7］通过试验的方法研究管翅式换热器的无模弯曲成型技术.但是，上述无模弯曲成型方法都不适用于或未涉及多层平流式换热器无模弯曲成型的研究.
本文在无模弯曲成型原理研究的基础上，建立换热器无模弯曲成型过程仿真模型，进而设计和制造换热器无模弯曲成型试验机，实现换热器无模弯曲成型工艺，并分析在无模弯曲成型过程中翅片结构等因素对成型质量的影响，为换热器无模弯曲成型工艺的应用提供参考.
验与仿真结果相吻合.三角形翅片换热器的无模成型质量较好，而矩形翅片换热器在成型过程中出现屈曲现象.
(3)在一定范围内，弯曲速度对换热器的成型精度几乎没有影响，但选择合适的夹头长度和中性层半径有利于提高换热器的成型精度.但是，工艺参数对换热器
(本文获第7届中国CAE工程分析技术年会优秀论文三等奖.)
参考文献：
［1］周子成. 世界空调设备的现状和发展
［2］ 龙惟定, 白玮, 张蓓红. 中国住宅空调的未来发展［J］. 暖通空调, 2002, 32(04): 4347.
LONG Weiding, BAI Wei, ZHANG Beihong. Future development of China’s residential air conditioning［J］. HV & AC, 2002, 32(04): 4347.
［3］ 朱冬生, 钱颂文, 马小明. 换热器技术及进展［M］. 北京: 中国石化出版社, 2008: 23.
［4］ KIM M H, BULLARD C W. Performance evaluation of a window room air conditioner with microchannel condensers［J］. J Energy Resour Technol, 2003, 124(1): 4755.
［5］ HU Z, LI J Q. Computer simulation of pipebending processes with all bending radius using local induction heating［J］. J Mat Proc Technol, 1999, 91(13): 7579.
［6］ KUBOKI Takashi, FURUGEN Munekatsu, OSA Shinichiro, et al. Theoretical analysis of dieless Ubending process: development of dieless bending process for precision bent tube I［J］. J Jpn Soc Technol Plasticity, 2000, 41(473): 617621.
［7］ AMIMOTO Toshiyuki, KIMOTO Satoru, KUNIKATA Masaru, et al. Limitation of dieless forming technique and application to triplelayered heat exchangers: dieless forming technique for doublelayered heat exchangers III［J］. J Jpn Soc Technol Plasticity, 2001, 42(491): 12131217.
(编辑 陈锋杰)
关键词： 平流式换热器； 无模弯曲； 工艺参数； 有限元
： 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 oid 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
怎样写毕业论文www.udooo.com
flow heat exchanger; dieless bending; process parameter; finite element0 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%.［13］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和生产效率的下降.近年来，市场对多种类、高质量、低成本和低能耗空调的需求越来越大，对换热器种类也提出更多的要求，从而对换热器的柔性化制造提出迫切的需求.与传统的绕弯成型相比，无模弯曲成型不需要弯曲模，能实现生产过程的柔性化要求，同时可减少模具对制件的损伤.
目前，已有国内外的学者对无模弯曲成型工艺进行研究：HU等［5］通过仿真的方法研究管材的感应加热无模弯曲成型方法；KUBOKI等［6］通过解析和试验研究用弯曲臂代替弯曲模的方法进行U形件的弯曲；AMIMOTO等［7］通过试验的方法研究管翅式换热器的无模弯曲成型技术.但是，上述无模弯曲成型方法都不适用于或未涉及多层平流式换热器无模弯曲成型的研究.
本文在无模弯曲成型原理研究的基础上，建立换热器无模弯曲成型过程仿真模型，进而设计和制造换热器无模弯曲成型试验机，实现换热器无模弯曲成型工艺，并分析在无模弯曲成型过程中翅片结构等因素对成型质量的影响，为换热器无模弯曲成型工艺的应用提供参考.
1 无模弯曲成型工艺
1.1 研究对象
微细通道扁管与百叶窗式翅片通过钎焊连接. 为增加空气侧的热传导，通常情况下翅片的宽度大源于：论文提纲格式范文{#GetFullDomain}
(2)换热器无模弯曲成型的试验与仿真结果相吻合.三角形翅片换热器的无模成型质量较好，而矩形翅片换热器在成型过程中出现屈曲现象.
(3)在一定范围内，弯曲速度对换热器的成型精度几乎没有影响，但选择合适的夹头长度和中性层半径有利于提高换热器的成型精度.但是，工艺参数对换热器
源于：查抄袭率毕业论文www.udooo.com
成型精度的影响毕竟有限，也从另一方面说明无模成型过程的稳定性.(本文获第7届中国CAE工程分析技术年会优秀论文三等奖.)
参考文献：
［1］周子成. 世界空调设备的现状和发展
(二)［J］. 制冷, 2007, 26(3): 2329.
ZHOU Zicheng. The situation and development of world central air conditioning equipment(part Ⅱ)［J］. Refrigeration, 2007, 26(3): 2329.［2］ 龙惟定, 白玮, 张蓓红. 中国住宅空调的未来发展［J］. 暖通空调, 2002, 32(04): 4347.
LONG Weiding, BAI Wei, ZHANG Beihong. Future development of China’s residential air conditioning［J］. HV & AC, 2002, 32(04): 4347.
［3］ 朱冬生, 钱颂文, 马小明. 换热器技术及进展［M］. 北京: 中国石化出版社, 2008: 23.
［4］ KIM M H, BULLARD C W. Performance evaluation of a window room air conditioner with microchannel condensers［J］. J Energy Resour Technol, 2003, 124(1): 4755.
［5］ HU Z, LI J Q. Computer simulation of pipebending processes with all bending radius using local induction heating［J］. J Mat Proc Technol, 1999, 91(13): 7579.
［6］ KUBOKI Takashi, FURUGEN Munekatsu, OSA Shinichiro, et al. Theoretical analysis of dieless Ubending process: development of dieless bending process for precision bent tube I［J］. J Jpn Soc Technol Plasticity, 2000, 41(473): 617621.
［7］ AMIMOTO Toshiyuki, KIMOTO Satoru, KUNIKATA Masaru, et al. Limitation of dieless forming technique and application to triplelayered heat exchangers: dieless forming technique for doublelayered heat exchangers III［J］. J Jpn Soc Technol Plasticity, 2001, 42(491): 12131217.
(编辑 陈锋杰)