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      波紋補償器設計方法的剖析

      作者:河北華潔 發布日期:2017-11-14 GMT 10:11:30 點擊:
      波紋補償器設計須滿足兩方面要求,目前波紋補償器設計方法可以分為解析法,工程近似法和數值模擬法3種.

        波紋補償器設計須滿足兩方面要求,作為柔性元件能補償熱脹冷縮位移,同時作為承壓元件應具有足夠強度承受系統的內壓(或外壓)。U形波紋管基本結構由直邊圓筒、環板和環殼組成,其受到載荷可分為壓力載荷和位移載荷,結構和載荷因素決定了波紋管的強度設計復雜性。目前波紋補償器設計方法可以分為解析法、工程近似法和數值模擬法3種。
        解析法以薄殼理論為基礎,建立波紋管的微分方程,求解應力和位移的解析解,其過程非常繁雜,實際設計中難以采用。
        為了設計計算簡便,工程近似法將波紋管簡化為兩端固支的直梁或曲梁模型,采用材料力學公式進行計算??紤]到梁模型與實際情況之間的誤差,現行   標準中采用對梁模型計算結果進行實驗數據的修正方法,這種工程近似法具有   的準確性,但因為是經驗公式,有的應力計算結果偏于保守,同時由于實驗數據有限,公式的適用性也受到   限制。
        近年來計算機硬件技術飛速發展,為數值模擬方法在工程中應用創造了硬件條件,三維有限元軟件廣泛應用又為數值模擬計算提供了強有力的工具。為了克服上述工程近似法的局限性,數值模擬方法在波紋管強度校核、疲勞壽命分析和剛度計算中的應用,使波紋補償器   加   設計。
        波紋補償器的剛度是指產生單位位移所需要的作用力,單位為N/mm。剛度數值與波紋補償器上波紋管的壁厚、直徑、波高、波距、波數以及材料的彈性模量有關。
        采用數值模擬方法,能根據波紋管實際幾何尺寸,建立三維計算模型,避免了簡單條狀梁模型誤差。同時,當波紋補償器發生屈服后,在有限元計算過程中可以輸入材料實際的應力—應變本構關系,從而   加   地模擬發生塑性變形時波紋補償器載荷與位移變化情況,得到   加符合實際波紋管剛度數值。

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