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混合动力汽车散热器冷却管热应力变化分析

1.89万字 39页 原创作品，已通过查重系统


摘 要 台架试验和现场试验的数据表明，不均匀的温度梯度和动态压力载荷会导致散热器产生较大的热应力。发动机散热器冷却管是车辆冷却系统的重要组成部分。冷却管的性能直接影响着发动机的散热效果从而影响着发动机的性能。随着人们环保意识的增强与技术的不断进步，特别是混合动力汽车取代传统汽车的趋势，市场对散热器冷却管的性能也提出了更高的要求。
混合动力汽车散热器作为本文的研究对象，散热器的冷却管、上下水室和翅片作为一个整体。此外，针对混合动力汽车特有的怠速和正常工况两种工况分别进行讨论，区别在于进口水温的不同。
本文运用热-流-固耦合方法分析混合动力汽车散热器冷却管的散热性能。同时考虑冷却管在使用过程中出现的热应力，对冷却管进行流-热-固耦合分析。因为冷却贯片几何形状比较复杂，故工作流体之间的湍流流动和传热耦合的三维模拟很困难。如果可能的话，直接模拟冷却管热边界层和翅片之间的湍流传热计算量会很大。为了克服计算困难，采用双多孔区域（DPZ）方法，将空气侧的翅片和水侧的湍流都当做多孔介质区域处理。
有限元分析结果直接指出散热器模块的薄弱点，因此，结论指导我们通过选择替代的厚度或选择不同的材料，重新设计和改进接合处，从而使散热器热应力显著降低。使用以上方法均将有助于提高产品的使用寿命和耐久性并提高混合汽车冷却系统的产品保修质量。


关键词：多孔区域（DPZ） 混合动力汽车 散热器 热应力