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      金屬波紋補償器失穩的有限元計算

      作者:河北華潔 發布日期:2017-09-06 GMT 03:09:22 點擊:
      由于金屬波紋補償器的柱失穩和平面失穩都可能在塑性狀態下發生,因此,本文采用了非線性屈曲分析,材質模型為彈性理想塑性體.

        有限元軟件一般提供兩種失穩分析方法,即特征值屈曲分析和非線性屈曲分析。特征值法是彈性分析,不能用于出現塑性變形的結構。由于金屬波紋補償器的柱失穩和平面失穩都可能在塑性狀態下發生,因此,本文采用了非線性屈曲分析,材質模型為彈性理想塑性體。本節算例假設材料的彈性模量為2x10 Mpa、屈服應力為230Mpa。有限元軟件為ANSYS,采用Shell 51殼單元。進行非線性屈曲分析需要給金屬波紋補償器設置初始缺陷,使其成為非軸對稱體。初始缺陷可以是波紋局部材料不均勻或形狀不規整。造成失穩的   內壓用弧長法計算。
        1.柱失穩
        波紋補償器幾何參數:內徑150mm、波高25mm、波距25mm、壁厚0.5mm、10個波。用公式計算的   內壓為0.17Mpa(已加   系數)。
        2.平面失穩
        波紋補償器幾何參數:內徑300mm、波高30mm、波距30mm、壁厚0.8mm、4個波。用公式計算的   內壓為0.63Mpa(已加   系數)。
        3.小結
        用非線性屈曲分析既可以得出柱失穩又可以得出平面失穩,從側面說明這兩種失穩機理相同,波紋補償器   終發生何種失穩因波紋參數而定(主要是波數)。

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