当前位置: 首页 » 技术文档 » 焊接波纹管的非线性力学分析与试验研究

技术文档

焊接波纹管的非线性力学分析与试验研究

发布时间:2013-04-06

焊接波纹管的非线性力学分析与试验研究

 金属波纹管作为弹性敏感元件和动密封元件在工程设计中占有重要地位,尤其是在低温工况下,波纹管的应用范围更加广发。根据成型工艺,波纹管可以为充压波纹管、电沉积波纹管和焊接波纹管等。焊接波纹管是采用精密焊接技术,把多个由薄板冲刺的环形膜片沿其内外边缘交替焊接而成的带横向波纹管的管状壳体。由于焊接波纹管再制造过程中膜片的厚度和几何尺寸易于控制,所以它的线性度高;一般充压成形的波纹管最大压缩位移是其自由长度的50%,而焊接波纹管却能够达到80%的压缩量,因此对于需要严格控制体积和重量的结构件来说,焊接波纹管非常试用,由于制造焊接波纹管时材料不需要像充压成形那样经过较大的拉伸变形,所以对于塑性较差而弹性较好的材料特别适宜。

焊接波纹管所用膜片可以有多种不同的形式,但从焊接波纹管的整体波形来看,基本上可以分为对称式波形和层叠式波形。对于波纹管膨胀节的分析方法常用的有理论分析,工程经验和数值方法,常用的工程分析方法有美国EJMA方法,美国KELLOGG公司计算发放,日本TOYO计算方法以及前苏联,德国提出的方法,但是这些发放往往针对U型波纹管,对于焊接波纹管目前没有成熟的计算方法。

在国内一些高校和研究院开展了波纹管力学和试验分析分析,较早的波纹管力学分析主要是采用弹性板壳理论,应用能量变分原理推导刚度表达式,这种方法主要用于推导结构相对简单,材料处于弹性阶段的线性刚度,对于带有接触,考虑材料非线性的大位移下的刚度不再试用。后来随着计算机技术和有限元软件的飞速发展,国内一些科研所开展了相关分析,主要包括南京航空航天大学,南京化工大学,传总725所等。