嘉兴学院毕业设计外文翻译.doc

嘉兴学院毕业设计（论文）外文翻译原文题目：Effect of die design in microchannel tube extrusion译文题目：微通道管挤压模具设计的影响学院名称：机电工程学院 专业班级：材控111 学生姓名：檀冬冬 微通道管挤压模具设计的影响Ding Tang*, Wenli Fang, Xiaohui Fan, Dayong Li, Yinghong Peng摘要 微通道管(也称为多口挤压管)与sub-millimeter-diameter横截面是一个新港口开发类型的铝挤压在微尺度传热设计的基础理论。比较传统的换热器管与通道直径超过2毫米,微通道管对高传热有很大的优势-高效,重量轻,高承载能力。管生产上的主要困难是挤压舷窗死设计。在这工作中,设计研究了微通道管挤压模的数值方法和实验。缝焊管的强度和结构形成不同模具的设计。成形试验和管形成静水压力测试是为了验证管的微观结构，观察使用电子背散射衍射(EBSD)方法。关键词 微通道管、挤压、缝焊AbstractMicrochannel tube (also called Multi-port extrusion tube)with sub-millimeter-diameter ports in the cross-section is a newly developed type of aluminum extrusion with the basis for its design in micro-scale heat transfer theory. Comparing to traditional heat exchanger tube with channel diameter more than 2 mm, microchannel tube has great advantage on high heat transfer efficient, light weight, high pressure bearing capacity. The main difficulty on the tube fabrication is the extrusion porthole die design. In this work, design of the extrusion die of the microchannel tube is studied with both numerical method and experiments. Seam welding strength and microstructures of the tube formed with different designs of die are investigated. Forming experiment and hydrostatic pressure tests to the tubes formed is done for validation. And microstructure of the tube is observed using electron backscatter diffraction (EBSD) method.Keywords: Microchannel tube; Extrusion; Seam welding一、简介微通道管(也称为micro-multiport管)是一种换热管排通道，其直径小于1毫米。图1显示了微通道管不同截面形状。在过去的十年里已经有越来越令人感兴趣的新型热传输管节能的性能。特别在微喷射流模式大大增加热量交换效率。另外,微通道管具有重量轻、高承载力的优点,越来越多的应用在汽车冷凝器,气体冷却器和商用/家用空调上，管的直径趋势与节能的要求更小。 图1 微通道管 微通道管形成与舷窗挤压模。心轴形成的直径也非常小，在挤压过程中，心轴悬臂结构容易变形或断裂。因此,为了最大化芯棒,悬臂的长度应尽可能短。然而,短芯棒将影响缝焊的挤压过程，最终影响压力管的承载能力。焊接质量和芯棒之间的平衡性能应该体现挤压模的设计。许多人已经提出了缝焊量评价标准。Donati et al .(2004)改善了评价方法，基于标准的压力、时间和物料流，通过多种因素的考虑焊接室。Bozzi(2009)使用一种新的拉格朗日方法集成变量在实际的焊接路径获得更深的洞察缝焊质量沿管厚度。刘(2010)评估工艺参数和模具几何对焊接质量的影响,但是这样的结果不验证实验。Hiramoto(2009)研究上的应力分布微通道管的挤压模。在这工作中,缝焊管的强度和微观结构形成不同的模具设计调查。成形试验和管形成静水压力测试是为了验证管的微观结构，观察使用EBSD方法。2、 挤压过程的有限元模拟 在这项研究中,两个挤压模具的设计与平面和半球形轴承表面的压力检查,图2所示。使用软件包变形进行有限元模拟3 d的铁模拟钢坯和舷窗模进行季度对称边界条件。这种材料钢坯是AA 3003铝合金的基本材料，属性如表1所示。挤压工具组成的模具,容器和阀杆。换热之间的工件和工具成立于传热计算,工具/挤出物和周围的环境被忽视了。工件和工具界面的剪切摩擦条件和边界的一部分条件。在管壁的厚度只有0.25毫米,钢坯的初始网格大小被设置为0.5毫米，这是小于大多数研究铝挤压。应用自适应重啮合能够解决局部密集的变形的问题,例如,在轴承模具。从有限元仿真结果,在挤压模具填充过程中可以看到图3。钢坯是首先分为两个部分，通过两个舷窗的模具。然后,随着金属流入焊接室,两个部分通过芯棒重新加入焊接室后,金属挤出模具轴承。表1挤压过程的工艺参数图2对微通道管挤压模具 (a)平挤压模 (b)半球形模图3管挤出模具填充过程 (a)平模 (b)半球形模3、 缝焊强度从仿真结果,提出变量,数值模拟结果可以在焊接表面获得。有效应力的焊接表面挤压通过平面和半球形模具分别为58.2 MPa和57.4 MPa。两种设计的模具,有效应力的变化模式沿挤压方向是相似的。图4显示了有效应力变化对焊接表面为球面沿挤压方向。显然,每个焊接表面可以分为四个区域流动,主要焊接区,模具轴承区和模具轴承出口区。正如在图4中,第一个区域沿挤压方向流模带,金属流动缓慢,有效应力相对较小。在主焊接区,有效应力增长到一个很高的值开始,然后降低。随后,金属流入第三地区,模具轴承区,其特点是迅速增长的有效应力,直到其最大。在这个地区,金属不断积累和压缩。挤压后从模轴承、金属释放和在最后的地区迅速有效应力降低。 图4焊接表面上的有效应力分布焊接表面与有效应力的分布,缝焊条件可以检查。在这研究中,K-parameter Donati et al .(2004)提出的方法应用于检查缝焊。 （1）L在焊接表面的一般路径从入口退出模具轴承，v代表金属流焊接表面上的任何点的速度。不仅K-parameter方法需要焊接的影响压力也是金属流速的作用在焊接质量和焊接时间考虑。作为一个结果,焊接质量指数,K-parameter方法能够很好地描述焊接行为和预测焊接质量。基于有限元方法,参数K可以写成一个离散的形式 （2）l和m焊接表面的元素数量的高度和宽度方向,定义整个焊接面。ij v代表节点速度,任何点停留时间成反比和焊接表面包括所有可能的焊接路径。所有焊接路径的平均效应焊接,焊接质量因素科安达可以写成一个参数与焊接的宽度有关表面。 （3） 焊接质量系数K是一个non-dimension参数,其值越高,焊接质量越好。相同条件下焊接室剩余、字段变量影响焊接质量指数K包括焊接压力、有效应力和金属流速,其中焊接压力取而代之的是静水压力对焊接表面约束。通过提取字段变量之上从数值模拟结果,将这些数据插入Eq。(3),我们可以得到焊接质量指数K用于评估焊接质量。根据计算结果,焊接质量指数通过平面和半球形模具挤压分别为196辆和154.7辆。显然,前者小于后者,通过半球形微通道扁管挤压模比平模在相同的过程条件显示焊接质量。4、 挤压试验形成实验与有限元仿真和设计模具相同的设置温度和焊接室高度。半球形挤压模具，管挤压模图6所示。静水压力测试是为了检查管的焊接强度。平均故障压力管形成半球形模具和平板模具分别为28和22 MPa。 图5 半球形模具 平管挤压模具 管挤压模具 5、 显微组织观察管形成的微观结构与半球形模具使用EBSD调查,可以确定和量化的晶粒大小和亚晶粒错位。等轴颗粒晶界的存在映射的管截面如图6所示。两个管墙之间的连接小于管墙的中央位置。虽然有大直径的颗粒特定位置的管的墙壁,亚晶粒边界,这些颗粒分离成几个大约相等的部分,显然是观察到这些颗粒。亚晶粒大小接近附近的颗粒。屈服强度增加,亚晶粒的大小减少。精制亚晶粒有助于增强材料。因此,这些大型颗粒和亚晶粒边界不会破坏整体的性能。图6晶界的映射 (a)横截面 (b)纵切面图6(b)显示了晶界映射纵切面。等轴颗粒混合大小等轴颗粒,链状分布。并没有观察到挤压带沿变形方向。指出管热挤压后的微观结构完全再结晶没有变形的颗粒。6、 结论在这工作,设计研究了微通道管挤压模的数值方法和实验。缝管的强度和微观结构形成不同的模具的设计。一个静水压力测试是为了检查管的焊接强度。管的微观结构观察利用EBSD方法。根据这一调查,可以得出以下结论:(1) K-parameter方法的数值结果表明,焊接质量与半球形管形成模就高于平坦模。它同意静水压力测试管形成的两种类型的挤压模具。（2） 等轴颗粒存在于晶界映射管的横截面。在纵切面,大等轴颗粒与等轴颗粒小,混合链状分布。7、 致谢作者想要感谢国家自然科学基金委项目(51105249)的支持,国家科学&技术支柱计划(项目2012 baf01b06),上海市科学技术委员会项目(11 dz1202102),教育部重大项目(编号311017)。作者还感谢研究基金的支持MSV的国家重点实验室,中国(No.MSV - MS- 2010 - 05)。8、 参考文献1.Bozzi, S., Vedani, M., Lotti, D., Passoni, G., 2009. Extrusion of aluminium hollow pipes: seam weld quality assessment via numerical simulation 27, 2029.2.Donati, L., Tomesani, L., Giacomelli, V. , 2004. Evaluation of a new FEM criterion for seam welds quality prediction in aluminum extruded profiles. Proceedings of Eighth International Aluminum Extrusion Technology Seminar 221235.3.Hiramoto, K., Minami, S., Sakihama, H. , 2009. Development of the Latest Heat Exchanger Tube Technology. Proceedings of the 9th International.4.Liu, J., Lin, G. Y., Feng, D., Zou, Y. M., Sun, L. P., 2010. Effects of process parameters and die geometry on longitudinal welds quality in aluminum porthole die extrusion process. Journal of Central Sout