高阻尼多层U形波纹管轴向等效刚度的有限元分析

运用ADINA有限元软件对高阻尼多层u形波纹管的轴向等效刚度进行了分析。考虑几何非线性、材料非线性、层间接触非线性以及夹层阻尼材料特性对波纹管轴向等效刚度的影响,其分析结果对含夹层阻尼波纹管的设计与研究有一定的参考意义。     

U型波纹管振动特性的有限元分析

采用三维壳单元shell93,利用ANSYS8 0的参数化设计语言 (APDL) ,建立了波纹管的参数化三维有限元模型。利用此模型对波纹管进行了模态分析 ,求出了其固有频率和振型 ,为波纹管的动态响应分析提供了可靠的基础 ,同时分析了波纹管在持续的周期载荷作用下的动态响应 ,求出了响应值 (位移 )—频率曲线 ,证明了模态分析结果的可靠性     

多层波纹管柱屈曲稳定性非线性有限元分析

多层多波波纹管柱屈曲性有限元分析模型规模大、非线性问题突出，不易于收敛。为此，文中给出了一种等效厚度模拟方法，建立了等效单层波纹管有限元模型，并在此基础上进行了波纹管的柱屈曲分析，得到了波纹管的屈曲载荷和屈曲模态。文中的工作为这类多层多波大型波纹管的柱屈曲稳定性分析提供了一种有效方法，分析结果也对该类波纹管的设计有较重要的参考价值。     

基于ANSYS的金属软管参数化有限元建模方法

选用三维空间梁单元beam189表述网套钢丝,空间壳单元shell93表述波纹管,利用耦合节点的方法建立多层波纹管层与层之间的关系,用拟合理论推导出约束方程建立最外层波纹管与网套之间的关系,在ANSYS中建立金属软管的参数化有限元模型。利用此模型对金属软管进行轴线拉伸和压缩仿真分析,将其结果与试验结果进行对比,证明了有限元模型的可靠性。     

用ANSYS软件对U形波纹管的有限元

本文建立了U形无加强波纹管结构分析的有限元分析模型 ,并采用有限元软件ANSYS对其进行了计算。与实验数据的对比表明所得的非线性有限元计算结果可以较好地模拟单层波纹管的载荷———应力响应 ,并且对多层波纹管的结构分析也具有一定的参考价值     

减振降噪波纹管有限元分析

我们利用粘弹阻尼技术,研制了一种减振降噪性能更优的减振降噪波纹管.本文应用Ⅰ-deas工程分析软件对多层无加强U形减振降噪波纹管的振动特性进行了分析,通过波纹管的设计、计算机有限元模型的建立及波纹管固有频率、减振效果的计算机仿真计算,得到了多层无加强U形减振降噪波纹管振动特性的计算机仿真计算方法,同时,其计算结果得到了试验验证.     

基于ANSYS的U型波纹管的振动模态分析

采用三维壳单元shell93，利用ANSYS8．0的参数化设计语言(APDL)，建立了波纹管的参数化三维有限元模型。利用此模型对波纹管进行模态分析，求出了其固有频率和振型，为波纹管的动态响应分析提供了可靠的基础。     

基于正交试验的波纹管结构参数优化及疲劳寿命分析

波纹管广泛应用在化工管道连接处，其疲劳寿命作为重要的性能指标。在对疲劳寿命预测过程中，出现研发周期长、经费高等问题。以3层U形金属波纹管为研究对象，建立有限元模型，运用Ansys软件考虑流固耦合作用来研究金属波纹管疲劳失效问题。根据理论公式计算理论疲劳寿命，对比有限元计算的疲劳寿命，误差为4.66%,证实利用有限元计算波纹管疲劳寿命的可靠性；分析U形波纹管不同的结构参数对疲劳寿命的影响；通过采用正交试验优化波纹管参数，得到优化方案并开展试验进行验证。结果表明，对3层U形波纹管结构参数进行设计优化的方法是切实可行的。     

焊接金属波纹管的动态特性分析和计算

采用ANSYS的参数化功能建立了S型焊接金属波纹管的三维实体模型,然后利用其动力学分析模块,对波纹管进行了有限元模态分析,计算出了波纹管的低阶固有振动频率和主振型以及各阶对应的最大变形量和振动应力,得到了各阶振型云图及振动应力和变形曲线,并与实验值进行了比较,研究结果为S型焊接金属波纹管的结构优化设计、动态响应计算以及疲劳寿命分析等提供了相关数据和理论依据。     

金属波纹管刚度的简化有限元分析

金属波纹管广泛应用于机械密封系统,而刚度是金属波纹管设计的主要性能参数。介绍了利用ANSYS软件的Matrix27刚度单元模拟金属波纹管的方法,通过建立的简化有限元模型分析了金属波纹管的轴向刚度和扭转刚度。相较于波纹管实体模型,简化模型的规模和计算量大幅度减少,计算效率得到提高。将简化有限元模型计算所得刚度结果与有限元实体模型计算结果及EJMA工程实际经验公式计算值进行了比较,并利用已有的实验结果进行了验证。其结果吻合良好。该简化模型在研究含有波纹管的整体系统时尤其方便,如对基于整体系统响应的各类波纹管的结构参数优化等具有通用意义,并能有效提高有限元建模及分析效率。     

温振复合载荷作用下多层壳结构随机振动响应有限元分析

介绍受复合载荷作用结构动力分析的背景和意义.从工程应用的角度,探讨温度与随机振动载荷作用下结构动态响应的有限元分析技术,包括对流边界条件下温度场的求解、热应力计算、预应力刚度矩阵的建立、响应功率谱分析等.然后以一种典型多层壳结构为研究对象,根据其在温振复合试验中的受试状态建立有限元模型.在此基础上,采用模态迭加方法和等效黏滞性小阻尼条件,计算复合载荷作用下的振动加速度响应,并与单一振动载荷作用结果进行对比,结果发现,由于环境温度的升高,结构的振动模态频率降低,而振动响应增大.分析结果可作为多层壳结构可靠性试验方法选取的参考依据.     

负压或真空条件下Ω形波纹管的计算研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。EJMA标准提供了Ω形波纹管承受内压时的计算方法,但该标准明确说明受负压的Ω形波纹管不包含在标准中。目前国际上的其他波纹管膨胀节的设计标准和规范也均未涉及受负压的Ω形波纹管的计算。对此进行了分析研究并对部分结果通过有限元分析进行验证,提出了受负压或真空的Ω形波纹管的推荐计算方法。     

基于有限元法的金属软管中波纹管过渡波的特性研究

利用ANSYS中的APDL语言,建立带过渡波的波纹管参数化有限元模型,通过非线性有限元计算得出不同下降高度的过渡波在拉伸、压缩和弯曲分析的应力分布以及应力变化趋势,研究发现具有合适下降高度的过渡波能大大降低波纹管的应力,从而为波纹管的优化设计,尤其是寿命分析研究提供了一定的参考。     

机床整机系统振动特性分析

将现代振动测试手段和有限元模态分析技术相结合,对新研发的立式加工中心0540d整机系统进行振动特性分析。用有限元计算方法对新研发的产品整机进行动态性能预估,掌握机床加工区域的振型及系统的固有频率。在该数控机床生产安装完成后对整机进行振动模态测试,把实验得到的模态参数与有限元计算值进行对比验证。结果的对比分析表明,有限元模型的振型与实验基本一致,计算得到的固有频率与测试频率误差在16%之内。说明该有限元模型可以真实地反映实际动态特性的,同时也可以对研发的新产品进行动态特性预估分析。     

螺旋波纹管导波检测技术的数值仿真和试验研究

为对螺旋波纹管进行缺陷检测,研究纵向模态超声导波在螺旋波纹管中的传播特性。在Abaqus仿真软件平台中构建螺旋波纹管的计算模型,得到含有环向裂纹缺陷时的仿真结果。在此基础上,采用自主研制的电磁声换能器进行试验研究。试验所用的激励信号为经Hanning窗调制的20个振荡周期的正弦脉冲,中心频率为240 kHz,采用单一传感器在螺旋波纹管中激励和接收L(0, 2)模态导波,实现对螺旋波纹管中人工裂纹缺陷的识别,分析并计算缺陷位置测量不确定度。有限元仿真和试验结果表明,超声导波技术可以实现对螺旋波纹管裂纹缺陷的检测。     

基于构件S-N曲线的波纹管速度外压耦合加载下疲劳寿命研究

真空灭弧室用波纹管服役工况复杂,采用传统的理论计算方法和试验手段难以准确预测其疲劳寿命,一定程度上制约波纹管的设计与选用。本文利用数字图像相关技术,基于拉伸试验、疲劳试验,精细化获得了波纹管构件的S-N曲线,基于ANSYS有限元分析软件,建立波纹管弹塑性变形有限元模型,通过XTDIC验证了模型的准确性,结合nCode DesignLife对波纹管疲劳寿命进行了预测,并验证其准确性。研究了关键工艺参数(压力、位移、速度)对波纹管波峰、波谷等关键特征区域应力、应变和疲劳寿命的分布演变规律。研究表明：波纹管在只施加外压的工况下,波峰内壁处更容易产生疲劳损伤,位移载荷对波纹管应力应变分布影响更为显著,位移越大,波纹管更容易产生应力集中。在加载位移不变时,速度越大,波纹管等效应力越大,此时耦合0.2 MPa外压,抵消部分应力集中。在0.2 MPa外压下,当压缩速度由0.5 m/s增加到4 m/s,最大等效应力由378.89 MPa增加到424.27 MPa,疲劳寿命由49 540次减小到3 064次。     

波片波形对焊接金属波纹管刚度的影响

焊接金属波纹管是密封件中重要部件,波纹管刚度对密封件的密封性能有显著影响。以2种S型波形DN70波纹管为研究对象,建立波纹管的单波有限元模型,确定适合的边界条件,分别研究波片波形直线段、圆弧段几何尺寸对其刚度的影响,通过优化分析获得与设计公式偏差较小的波形尺寸。研究结果表明,波片波形尺寸对波纹管的刚度有明显影响,内圆斜边波形的波片刚度比内圆直边波形的刚度大,直线段波形对刚度的影响比圆弧段波形大。     

Vibration response and harmonic wave propagation of ultrasonic arc drivers

A piezoelectric curvilinear arc driver designed for an ultrasonic curvilinear motor is evaluated in this study. A design of piezoelectric curvilinear arc driver is proposed and its governing equations, vibration behaviour and wave propagation are investigated. Then, analysis of forced vibration response or driving characteristics to harmonic excitations in the modal domain is conducted. Finite element modelling and analysis of the arc driver are also discussed. Analytical results of free vibration characteristics are compared favourably with the finite element results. Harmonic analyses of the three finite element models reveal changes of dynamic behaviours of three models and also imply operating frequencies with a significant travelling wave component. Parametric study of mathematical and finite element simulation results suggests that stable travelling waves can be generated to drive a rotor on the proposed curvilinear arc motor system.     

S型焊接金属波纹管的应力仿真与试验研究

采用ANSYS建立了S型焊接金属波纹管的三维模型,利用其分析模块,对波纹管进行了非线性有限元仿真分析,计算出波纹管在不同压缩位移情况下的应力及失效变化。利用ANSYS的仿真分析结果与试验相对比,得到了S型焊接金属波纹管应力随位移变化的曲线图,为S型焊接金属波纹管的结构优化设计及疲劳失效计算提供了参考依据。     

齿轮测量仪器的动态设计方法及其应用

为了解决目前齿轮量仪中由于动态性能不足而严重影响测量结果的稳定性、可靠性和精确性的问题,对齿轮测量仪器的动态设计方法展开研究,提出利用有限元分析与实验模态分析技术相结合的动态设计方法。首先,研究了动态分析的理论基础、有限元分析的基本步骤和实验模态分析的基本原理;接着,以某齿轮快速检测仪为例,对其进行了有限元分析与实验模态分析;然后,在该齿轮快速检测仪上进行测量实验,即采用不同精度的齿轮,在不同的速度下进行测试;最后,分析了测量实验中存在振动扰动以及测量过程中振动的变化情况。实验结果表明,有限元分析法可以在设计阶段有效的提高仪器的动态性能,从根本上提高仪器的动态性能指标。实验模态分析方法可以在仪器制造以后准确的获得仪器的实际动态性能指标,可以有效地进行最佳工作转速选择,进一步提升仪器的使用性能。通过测量实验,验证了有限元分析和实验模态分析的正确,为齿轮提高齿轮量仪的动态精度提供了一种方法,为量仪的合理使用提供了一条确实可行的途径。