车载换热器的应力分析与评定

张冬梅

（烟台汽车工程职业学院交通工程系）

换热器是机械工程中不可或缺的设备，其换热效率、加工成本和使用寿命对整个生产具有重要影响［1］。在车辆工程领域，普通的机车无需额外的换热器，但是对于某些超大型工程车辆，它产生的热载荷巨大，需增设特定的小型换热器用于机动车换热，该方法无需压缩机驱动，节能效果显著［2］，目前已被广泛使用。

车载换热器具有特定的换热介质，可实现高效的能量交换。 在整体结构中，管板、封头与筒体相连接的部分是承载的关键［3］。在此，笔者基于有限元方法，采用ANSYS/Workbench 对车载换热器关键部件的压力承载进行分析，研究极限载荷条件下的应力特性，通过应力分析与评定确保在极限的管程压力和壳程压力下车载换热器均能够保持良好的安全性能。

1 应力分析与评定方法

1.1 特点

分析设计方法是一种用于特种设备强度校核的技术手段［4］。对于车载换热器而言，该方法可实现应力的细化，保证在不同工况载荷下设备均能够避免失效。 与常规的强度计算相比，应力分析与评定具有以下特点：

a. 对于载荷和边界条件的要求较低。分析设计方法适用于各种载荷，分析得出的结果可用于疲劳寿命的研究，计算结果准确可靠。

b. 提高局部结构分析的精度。分析设计方法可针对特定的局部结构定义路径，这对于不连续结构的衔接性研究有着重要作用。

c. 更利于新产品的研发。 分析设计方法有利于结构创新设计， 而且对于资源的需求较少，可有效节约成本。……