基于ABAQUS翅片單刀滾壓成形過程有限元仿真及實驗研究.pdf

1、隨著散熱器在各工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對其散熱的性能要求也在不斷的提高。翅片作為散熱器強(qiáng)化傳熱的關(guān)鍵元件，其加工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣將直接影響其強(qiáng)化傳熱的性能，而其加工制造一直是制造領(lǐng)域的一個難題。目前翅片成形的方法主要有鋁擠、插翅、回流焊接、刨床切削等方法，這些方法存在工藝繁雜、亂翅、材料利用率低、成本高等問題，因此，本文針對目前翅片加工過程中所存在的問題，設(shè)計出了翅片單刀多次滾壓成形方法，并對該成形方法進(jìn)行了仿真分析與實驗研究。
　　

2、 在分析研究金屬塑性成形過程及其力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對翅片滾壓成形過程進(jìn)行了基礎(chǔ)理論研究。分析了翅片單刀滾壓成形過程塑性變形的特點;建立了單刀滾壓成形過程成形刀具受力的力學(xué)模型，并推導(dǎo)出成形刀具上的受力預(yù)測近似計算公式;依據(jù)最小阻力原理及在以往滾壓成形刀具設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計出三種不同刃型的直壁式滾壓刀具，建立起不同刀具滾壓成形過程的理論計算模型;基于體積不變原理，定性推導(dǎo)出不同刀具滾壓過程中滾壓深度與翅高之間的函數(shù)關(guān)系，為翅片單

3、刀多次滾壓成形工藝的進(jìn)一步研究提供理論基礎(chǔ)。
　　 基于翅片單刀多次滾壓成形過程中刀具和工件之間的相對運(yùn)動關(guān)系，建立了翅片單刀多次滾壓成形有限元分析模型。采用ABAQUS有限元軟件，分別對三種不同刃型刀具的滾壓成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，獲得了翅片成形過程中等效應(yīng)力、等效應(yīng)變分布、翅片成形過程中金屬流動規(guī)律以及成形過程中刀具的受力情況。通過對有限元模擬結(jié)果的對比分析，表明流線型刃型的滾壓刀具是最有利于翅片長高的理想刀具。
　

4、　 依據(jù)模擬仿真結(jié)果所獲得的滾壓刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計、加工出滾壓刀具，在自行研制的試驗裝置上進(jìn)行翅片加工試驗，獲得了較為理想的翅片，測量得到試驗翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將試驗結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，表明有限元模擬仿真結(jié)果與翅片實際滾壓成形結(jié)果在結(jié)構(gòu)和參數(shù)上基本是吻合的，驗證了仿真模擬結(jié)果的正確性和可行性;通過采用不同的滾壓速度、不同的進(jìn)給量、不同的潤滑狀態(tài)，研究了其對翅片長高過程的影響;對成形翅片進(jìn)行了硬度測試實驗，表明滾壓成形后翅片的性能