散熱風(fēng)扇框架的CAE分析

1、、刖言發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的散熱效果對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工況的影響非常關(guān)鍵而風(fēng)扇框架的結(jié)構(gòu)決定著風(fēng)扇能否正常穩(wěn)定地工作。在設(shè)計(jì)制造過程中，試驗(yàn)是驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量的主要依據(jù)。本文結(jié)合相關(guān)的試驗(yàn)參數(shù)和工況，對(duì)該型號(hào)的散熱風(fēng)扇框架進(jìn)行理論上的結(jié)構(gòu)分析。全文分以下幾個(gè)部分：前處理、解算、總結(jié)。二、前處理1模型的處理（1）建立坐標(biāo)系，X軸正方向?yàn)樨Q直向上。（2）該模型圓角較多，為了方便劃分網(wǎng)格，簡(jiǎn)化計(jì)算，刪除半徑小于2mm的圓角；（3）對(duì)模型局部進(jìn)行面的修補(bǔ)，以保證劃分網(wǎng)格的精確性；（4）對(duì)于無(wú)法劃分網(wǎng)格的局部模型，進(jìn)行重新建模；模型的處理的結(jié)果如圖1：2定義材料屬性圖1屬性測(cè)試環(huán)境：溫度25弋，相對(duì)濕度：55%材料：改性

2、增強(qiáng)聚丙烯CMPPG30B(GS-08-1112)密度：1.15g/cm3楊氏模量：5GPa泊松比：0.4膨脹系數(shù)：2*E-5項(xiàng)目栓測(cè)標(biāo)準(zhǔn)單位值密度CEJ/T1033g/cm1.15拉伸強(qiáng)度GB/T1040MPa75.2斷裂伸長(zhǎng)率GB7T1030滋2.2彎曲強(qiáng)度GEJ/T9341MPa115.5彎曲模量GB/T9341GPo3劃分網(wǎng)格由于前期的模型處理產(chǎn)生了多個(gè)體，對(duì)多個(gè)體之間使用網(wǎng)格配對(duì)條件將其連接起來(lái);該模型為整體開模式制造，為保證結(jié)果的一致性和精確性，并用cae信息化軟件將網(wǎng)格定義一致，為六面體10節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)格尺寸大小為6.0;劃分結(jié)果如圖2:圖2圖34約束風(fēng)扇框架通過螺栓連接，完全固定在

3、水箱上，這里，我們只對(duì)框架研究，所以將水箱視為剛性體。故將四個(gè)固定點(diǎn)完全固定，并在螺栓孔內(nèi)用剛性一維單元模擬螺栓連接，如圖3。5加載模型共受四個(gè)力:風(fēng)扇反沖作用力，風(fēng)扇重力，自重，壓差。風(fēng)扇反沖作用力:按經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)葉片受力10N，即在每個(gè)風(fēng)扇安裝面部位受10*6N，共計(jì)120N。方向由凸面指向凹面。風(fēng)扇質(zhì)量：低速風(fēng)扇2.07kg，高速風(fēng)扇2.04kg。以0維網(wǎng)格模擬質(zhì)點(diǎn)，通過剛性單元連接在模型上。(3)框架自重：在-X軸方向施加重力加速度，模擬重力。壓差：120Pa。壓強(qiáng)作用在凸面上（除去風(fēng)扇面積）。加載后有圖4:圖4三、工況解算1高速靜態(tài)工況設(shè)置：溫度105弋，輸出應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D，采用迭代算法

4、。將前處理數(shù)據(jù)提交NXNASTRAN-SESTATIC101解算器。得如下結(jié)果：最大位移3.737mm,位于框架凹面?zhèn)鹊走呏胁?。最大?yīng)力40.32MPa，位于高速風(fēng)扇上部安裝固定孔。結(jié)果的云圖分別如圖5、圖6:圖5圖62模態(tài)為了評(píng)價(jià)該模型結(jié)構(gòu)的整體剛度，計(jì)算該模型的自由模態(tài)。工況設(shè)置：刪除所有載荷與約束。將提交NXNASTRAN-SEMODES103解算器。得如下結(jié)果（表二）：放大圖片ZH9S.Im皿KNH9S.Im只橫捱盒、。98.I餐篠叢。乏卜咤涇蹩固掃二、edlAICNm.o寸只只怛-K*硼IT。(EEO)raw氓眾女古哽區(qū)噸*1汕丘、UEH寸Iwm快繪眾匱俅、EE.只艇e-K*硼捱s、KKHifflww、器：a卜畫-畫|w擦田盒只L畫的激勵(lì)下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的共振（一階位移2.98mm）。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，振動(dòng)頻率在25HZ左右。故初步認(rèn)定，在啟動(dòng)時(shí)該模型不會(huì)與發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生共振。4該結(jié)果限于理論計(jì)算，有待于試驗(yàn)驗(yàn)證