基于数值仿真的冰箱门体应力应变分析与结构优化

• 作 者: 王武新
• 发表日期: 2012年01期
• 关键词: 冰箱门端盖开裂 冰箱门体变形 ABAQUS 数值模拟 结构优化

2011年上半年，海信容声（广东）冰箱有限公司陆续出现冰箱在做高低温冲击试验时门体出现门端盖开裂的现象，这一质量问题或质量问题隐患严重影响了多个新产品的开发进度，也使该公司产品存在较大的质量问题隐患。为了保证产品质量，必须对其进行数值模拟并优化其结构设计方案。而门体变形一直是困扰冰箱生产厂家的问题，并且对于门体的变形机理的研究更是众多科研工作者的研究热点。由于大容积冰箱门体大，内外温差大，尤其是大冷冻冰箱内外温差相差达到40度以上，经常出现门封处离缝。这不仅影响冰箱的外观，而且门外热空气直接通过缝隙流入冰箱间室内部，增加了箱内的热负荷，使耗电量急剧增大。并且由于室内水分增加，箱内容易出现结霜，降低冰箱制冷效率，更严重的是冰箱无法起到保鲜储藏食物的作用。有限元方法作为一种数值模拟仿真的方法，随着计算机和软件发展而得到了广泛的应用，它可以有效解决复杂的工程问题，包括线性和非线性工程问题。本文使用有限元分析软件ABAQUS，针对门端盖的开裂，以产品BCD268的冷冻门为研究对象，针对门体变形以BD188为例，应用有限元法对包括门体及端盖进行了数值模拟，并分析了门体的结构局部的应力过大的原因，对有可能影响它的应力应变大小的因素进行了对比分析。然后针对变形的原因，分别设计了相应的优化结构，分别比较了各种不同的设计方案，然后通过理论分析和数值计算，加上应变应力的测量以及实物样机的验证选出最合理的结构设计，以确保上下门端盖在工作环境条件下不会开裂。