●序
前言
第1章 緒論 1
1.1 板翅式換熱器 1
1.2 板翅結構熱力設計方法的研究進展 1
1.3 板翅結構高溫钎焊工藝的研究進展 2
1.4 板翅結構強度的研究進展 4
1.4.1 板翅結構的強度 4
1.4.2 板翅結構的钎焊殘餘應力 5
1.4.3 板翅結構的高溫蠕變 7
1.4.4 板翅結構的疲勞 8
1.5 板翅結構制造與設計存在的科學問題 9
參考文獻 11
第2章 板翅結構的熱力設計方法 14
2.1 引言 14
2.2 板翅結構的基本型式及應用 15
2.2.1 基本結構型式及特點 15
2.2.2 應用 16
2.3 板翅結構熱力設計的基本原則 20
2.3.1 設計條件的確定原則 20
2.3.尺寸的確定原則 21
2.3.3 結構組裝原則 22
2.3.4 通道分配與排列原則 22
2.3.5 翅片選用原則 22
2.3.6 導流片布置原則 23
2.4 板翅結構熱力設計方法 23
2.4.1 基本參數 23
2.4.2 傳熱設計 24
2.4.3 阻力設計 32
2.4.4 強度設計 35
2.4.5 經濟核算 36
參考文獻 37
第3章 板翅結構钎焊制造工藝 39
3.1 引言 39
3.2 钎焊接頭成形的基礎理論 40
3.2.1 钎料的潤濕、鋪展與填縫 40
3.2.2 钎料向母材的擴散 41
3.2.3 母材在液態钎料中的溶解 43
3.3 等溫凝固钎焊工藝 44
3.3.1 真空钎焊的工藝流程 45
3.3.2 微觀組織與力學性能 48
3.3.3 钎焊工藝對微觀組織和力學性能的影響規律 53
3.4 多尺度調控钎焊工藝 66
參考文獻 78
第4章 板翅結構的钎焊殘餘應力分析 80
4.1 引言 80
4.2 板翅結構殘餘應力分析 80
4.2.1 幾何模型 80
4.2.2分析思路 81
4.2.3 相關假定 83
4.2.4 網格劃分 83
4.2.5 邊界條件 83
4.2.6 材料參數 83
4.2.7 計算結果與分析 83
4.3 結構幾何參數對殘餘應力的影響規律 86
4.3.1 钎縫間隙的影響 86
4.3.2 隔板厚度的影響 86
4.3.3 翅片內距的影響 89
4.3.4 翅片內高的影響 90
4.3.5 翅片厚度的影響 90
4.3.6 翅片層數的影響 92
4.3.7 钎焊溫度的影響 93
4.3.8 材料不匹配的影響 93
4.3.9 壓力的影響 95
參考文獻 96
第5章 板翅結構高溫蠕變分析 98
5.1 引言 98
5.2 板翅結構蠕變模型 99
5.2.1 幾何模型 99
5.2.2 網格劃分 99
5.2.3分析策略 100
5.2.4 材料參數 101
5.3 內壓作用下的蠕變分析 101
5.4 內壓與殘餘應力共同作用下的蠕變分析 105
5.5 钎縫尺寸效應對板翅結構蠕變的影響 110
5.5.1 钎縫間隙對钎縫蠕變的影響 110
5.5.2 钎縫間隙對翅片蠕變的影響 112
5.5.3 钎縫間隙對隔板蠕變的影響 112
參考文獻 113
第6章 板翅結構钎焊接頭的疲勞試驗與裂紋擴展分析 115
6.1 引言 115
6.2 疲勞試驗 115
6.2.1 試驗設備 115
6.2.2 試樣 116
6.2.3 疲勞試驗 116
6.3 疲勞失效機理 117
6.3.1 常溫疲勞微觀斷口分析 117
6.3.2 高溫疲勞微觀斷口分析 119
6.3.3 304不鏽鋼板翅結構的疲勞斷裂機理分析 120
6.4 钎焊接頭的疲勞裂紋擴展 122
6.4.1 內聚力模型簡介 122
6.4.2 內聚力模型的加卸載定律 123
6.4.3 疲勞損傷理論模型 124
6.4.4 疲勞損傷子程序 127
6.4.5 钎焊接頭疲勞模型 131
6.4.6 結果與討論 135
參考文獻140
第7章 等效均勻化設計理論 142
7.1 引言 142
7.2 均勻化理論 143
7.2.1 基本理論與研究進展 143
7.2.2 均勻化理論在多孔結構中的應用 144
7.3 等效力學性能參數的計算 146
7.3.1 彈性模量Ez的推導 147
7.3.2 彈性模量Ex的推導 148
7.3.3 彈性模量Ey的推導 149
7.3.4 剪切模量Gxy的推導 150
7.3.5 剪切模量Gxz的推導 151
7.3.6 剪切模量Gyz的推導 153
7.3.7 泊松比vyz的推導 154
7.3.8 泊松比vxy的推導 158
7.3.9 泊松比vxz的推導 160
7.4 等效熱物性參數的計算 160
7.4.1 導熱繫數λz的推導 160
7.4.2 導熱繫數λy的推導 163
7.4.3 導熱繫數λx的推導 164
7.4.4 熱膨脹繫數αz的推導 166
7.4.5 熱膨脹繫數αx的推導 168
7.4.6 熱膨脹繫數αy的推導 170
7.4.7 等效密度p與等效比熱容cp的推導 171
7.5 板翅式換熱器等效均勻化強度設計 172
7.5.1 設計方法分析 172
7.5.2 設計用板翅結構應力應變放大繫數及其強度試驗研究 174
7.6 基於等效均勻化的板翅式換熱器強度設計案例分析 177
7.6.1 一次應力分析 177
7.6.2 全尺寸的蠕變疲勞壽命評定 179
參考文獻 183
第8章 板翅結構擴散焊制造 186
8.1 擴散焊連接技術 186
8.2 擴散焊連接理論 186
8.2.1 擴散焊連接的形成機理 186
8.2.2 擴散焊連接工藝 187
8.2.3 擴散焊連接界面的空洞閉合模型 195
8.3 板翅結構擴散焊連接未來需要解決的科學問題 196
參考文獻 198
第9章 板翅結構增材制造技術的進展及展望 200
9.1 增材制造技術簡介 200
9.2 增材制造板翅式換熱器的應用現狀及展望 203
9.2.1 增材制造板翅式換熱器的應用現狀 203
9.2.2 增材制造板翅式換熱器的應用展望 208
參考文獻 210
