碟形金属波纹管的轴向刚度研究.pdf
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1、试验研究 碟形金属波纹管的轴向刚度研究 刘岩, 段玫 (洛阳船舶材料研究所, 河南 洛阳!“#$% 3“- (2345678 )9:; ?:6 AB6?C9 D7B=:=3=,2345678 !“#$% I=6 J4KB K6B ?B6?C9L J5 747:76? G:7:= I7= I=94L 67L B=:GG7BB =B=/ ,9 ?B3=B 6? C4I;6?L K:=9 =9 B:I;:G:L G4?I36 :7L3CL J5 J6I I4L 67L =9 B=:GG7BB G4?I36 4G KL J4KB/ 7L =9 C4I;6?:B47 C4IJ:7L K:=9 =9 C6
2、C36=:47 ?B3=B 4G + 0 B96; J4KB B94K =96= G:7:= I7= I=94L 67L =9 J6I I4L G4?I36 6? M636J =4 =9 B=:GG7BB LB:87 4G H 0 B96; I=6 J4KB/D= C67 J 3BL G4? 78:7?:78 6;:C6=:47/ =“ 5(%?#: J4KB;B=:GG7BB;G:7:= I7= 6765B:B 焊接波纹管一般采用 “!” 型单层焊接结构, 先 压制成圆环板, 然后在波峰、 波谷处形成环焊缝组成 波纹管。由于焊接波纹管的波高、 波距较小 (一般为 % N O II) , 波数
3、多 (.$ N %$ 个) , 波峰、 波谷焊缝处存 在应力集中, 焊缝易产生开裂, 普遍存在制造工艺复 杂、 成本高、 安全可靠性差等缺点, 其中焊缝的质量 是影响其安全可靠性的重要因素。为了提高安全可 靠性, 对原焊接波纹管采用整体成型的制造方法, 在 波峰和波谷处没有焊缝, 保持了原有焊接波纹管的 优势, 并克服了上述缺点, 此类型波纹管称为碟形波 纹管。碟形波纹管的应用大多对刚度及弹性恢复能 力有较高的要求。目前, 波纹管的各种标准中, 均未 涉及此类波形波纹管刚度的计算方法, 试验研究也 较少。本文主要通过数值分析、 试验验证及刚度计 算公式的推导, 得出了碟形波纹管轴向刚度的工程
4、计算方法。 #有限元分析 #P#有限元模型 采用大型工程软件 ()*) 对单层碟形金属波 纹管的轴向刚度进行非线性有限元分析。碟形波纹 管的有限元模型采用了参数化设计语言 QR2 进行 建模, 将波高、 波距等几何尺寸, 弹性模量、 泊松比等 材料属性, 设置为可变参数。采用参数化建模有利 于对不同尺寸、 不同材料属性的碟形波纹管进行有 限元分析。碟形波纹管的结构如图 # 所示。分析所 用 !“.O$ 碟形波纹管的几何参数值见表 #。材料为 1 !“# 不锈钢, 材料参数值见表 $。 图 % 碟形波纹管结构示意 表 % 碟形波纹管 !“$碟形金属波纹管的轴向刚度研究:11% “&( ! ! “
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- 金属 波纹管 轴向 刚度 研究
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