ميكانيكا الاحتكاك لمبدل الصفيحة المعدنية 1
نبذة مختصرة
يتكون المبادل الحراري للصفائح من عدد من الصفائح المموجة الرفيعة مع فتحات لسوائل التبادل الحراري. توضع الألواح معًا في كومة مع حشية مطاطية بين كل صفيحة. بسبب ضغط التجميع وارتفاع درجة حرارة التشغيل في المبادل الحراري للوحة ، تميل الحشيات أحيانًا إلى التصدع.
يقوم هذا العمل بتقييم وتنفيذ نماذج الكسر للمطاط في تطبيقات FE. وهذا يشمل إجراء الاختبارات المعملية لتحديد خصائص المواد لمواد مطاطية ، ودعم والتحقق من محاكاة FE. يتم عرض التجارب باستخدام عينات اختبار القص النقي وتعكس طريقة اختبار القص النقي الحالة الحقيقية في الحشية بشكل جيد.
تم تقييم معيار طاقة التمزق بدقة وخلص إلى أنه غير صالح لأطوال الكراك الأقل من 5 مم. وبالتالي ، فإن وجود تشققات صغيرة الحجم (مخالفات مادية) لحوالي 50 ميكرومتر غير مدعومة بمعيار طاقة التمزق أو بأي معيار كسر آخر تم تقييمه في هذا العمل.
يتم إجراء تحليلات الإجهاد لحشية EPDM في ABAQUS ، مما يدل على أن أقصى ضغط كوشي الرئيسي يصل إلى مستوى 9.5MPa عند درجة حرارة 130 درجة مئوية. وبالتالي ، يتم تجاوز قوة المواد ويتم استبعاد ميكانيكا الكسر كعامل رئيسي يؤثر على تمزق الحشوات.
1. الخلفية
في المبادل الحراري للألواح ، تعد الحشية والمواد اللوحية إلى جانب الشكل الهندسي للحشية وهندسة الحز الأخدود عوامل حاسمة لأداء المبادل الحراري للوحة. من أجل تحسين خصائص الختم وتقليل الوقت في عملية التصميم ، بدأت Alfa Laval في استخدام تحليل العناصر المحدودة كأداة في تطوير تصميمات جديدة وتعديل المنتجات الحالية.
أطروحة الماجستير هي استمرار لرسالة ماجستير سابقة ، تحليل FE على حشية مبادل حراري للوحة [6]. أثبتت الملاحظات الختامية في هذا العمل أن مستويات الضغوط ليست وحدها التي يمكن أن تجعل الحشوات تنهار. ولذلك ، يتم البحث عن شرح لفشل الحشية في مكان آخر ، والتحقيق فيما إذا كانت ميكانيكا الكسر هي العامل الرئيسي في حل المشكلة.
2 مرونة المطاط
تأسس هذا الفصل على أطروحة النمذجة للمرونة والتخميد للأليستومرات المملوءة التي كتبها P. -E. أوسترل ، [2].
المطاطات هي مواد غير خطية للغاية ولا يمكن تطبيق علاقة الإجهاد والانحناء المرنة الخطية البسيطة مع معامل يونغ الثابت. وبالتالي من الضروري وصف السلوك المادي باستخدام بعض النماذج الرياضية الأخرى ، وخاصة الخاصية المرنة. يتم تحديد العلاقة التأسيسية لمادة شديدة المرونة ، بالإضافة إلى مادة مرنة خطية ، على أنها علاقة بين الإجهاد الكلي والإجهاد الكلي.
ثم تلعب كثافة طاقة الإجهاد دورًا مركزيًا في تحديد العلاقة التأسيسية للمواد المطاطية. يتم تحديد الإجهاد من خلال مشتقات دالة كثافة طاقة الإجهاد W ، والتي هي وظيفة من ثوابت السلالة
شكلان شائعان من دالة طاقة الإجهاد W ، التي يتم تنفيذها في معظم برامج العناصر المحدودة العامة هي نموذج Neo-Hooke ، أي
ونموذج Yeoh ، أي
المعلمات المرنة C10 ، C20 ، C30 هي الثوابت التي تصف سلوك المواد المفرط المرونة في التحليلات.
