杨志锋 曲瑞波 梁 晨

（中国船舶集团有限公司第七二五研究）

0 引言

印刷电路板式换热器通过真空扩散焊接加工而成，其特点为换热效率高、耐高温、耐高压且结构紧凑，在油气平台、LNG液化、核电等领域具有广阔的应用前景。目前印刷电路板换热器结构强度通用的工程计算方法是以ANSYS软件为基础的分析设计法。印刷电路板式换热器肋板是承受应力最大的地方，也是整个结构的受力薄弱点。本文以ANSYS软件为基础，研究了不同通道结构形式、不同网格大小和不同肋宽等因素对印刷电路板式换热器肋板应力的影响，可为后续印刷电路板式换热器结构设计提供参考。

1 设计参数及力学模型

1.1 设计参数

本文中印刷电路板式换热器分析对象的设计参数及材料力学性能可见表1。

表1 设计参数及材料力学性能

1.2 力学模型及边界条件

印刷电路板换热器是采用扩散焊技术将加工好通道的薄板一层一层叠加起来的高效换热器，其整体和其局部结构示意可见图1和图2。

图1 芯体整体结构示意

图2 芯体单片结构示意图

本文基于ANSYS软件经典界面分别建立平行通道、正交通道和矩形通道三种力学模型，详见图3～图5。

图3 圆形通道力学模型（平行）

图5 矩形通道力学模型

考虑极限载荷，低压处压力为0，高压为设计压力p=12 MPa。模型纵向一侧截面施加等效拉应力，另一侧截面施加纵向位移约束；模型横向一侧截面施加等效拉应力，另一侧截面施加横向位移约束；模型对称面施加法向位移约束。……