航空管壳式换热器在振动耐久性仿真中刚度等效方法研究

管壳式散热器为振动故障易发系列产品之一,振动耐久性仿真技术是分析、解决该产品故障问题的有效手段。由于管壳式散热器通常包含数百乃至上千根散热管,如果直接采用原模型进行模拟,将产生近千万的网格和大量接触,计算规模巨大,计算机硬件要求极高,且前处理工作繁杂,效率低下。这些问题严重制约了散热器整体仿真分析的有效开展。本文通过对管壳式散热器芯体刚度等效进行研究,提出了在仿真分析中的芯体刚度等效方法,并推导得出了芯体等效参数的计算公式,然后通过验证,芯体等效后的固有频率与原芯体最大误差在5%以内,且模态振型与原芯体振型基本吻合,而在仿真计算和前处理工作效率方面,芯体等效后比等效前分别提高了8倍和9倍。