考虑热载荷的散热器进水室应力分析

摘要

散热器水室是车用散热器的重要组成部分,其在正常的工作过程中将受到冷却液的热载荷、机械振动等多种载荷的共同作用,工作环境相对恶劣。散热器水室在在正常的工作过程中如果出现破裂等问题时,将直接影响散热器的性能以及整个汽车冷却系统的正常工作,进而影响整车的正常运转。因此,有必要通过仿真的手段对散热器水室的整体应力情况进行分析,保证其能够满足正常的使用要求。对散热器水室的分析将涉及到计算流体力学、传热学等多学科,是对多物理场耦合仿真分析方法的实践,具有一定的指导意义和实用价值。
　　本文根据某汽车厂家提供的开有百叶窗的管带式散热器部件的外部构造的基本尺寸建立散热器的三维模型,进行了冷却液流场分析、冷却液与进水室的共轭传热分析和进水室耦合热及振动的应力分析。主要的内容及结论如下:
　　①通过对数值模拟分析涉及的计算流体力学、传热学等相关基础知识以及多物理场耦合数值分析方法的阐述,为流场分析模型及多物理场耦合分析方法的选择提供了理论依据,为数值分析奠定了基础。
　　②在UG软件建立的散热器三维模型基础上,利用CFX软件建立了冷却液与散热器结构间的共轭传热分析模型,分析了冷却液在散热器中的流动状态,热量从冷却液向散热器进水室的传递过程,并获得了散热器进水室的温度场分布。
　　③利用 CFX软件分析得到的温度场分布信息作为温度边界,结合 LS-DYNA软件建立散热器进水室耦合热以及进一步结合振动的应力分析模型,分析了进水室的应力分布,并简要评估了该应力对散热器进水室的影响。