焊接金属波纹管失弹机理研究-应力松弛

高温下，波纹膜片的应力松弛是造成波纹管失弹的主要原因，本文通过对焊接金属波纹管的受力分析，从金属材料普遍遵循的Bailey-Norton定律导出了波纹管的弹力松弛方程，试验对比结果表明，该公式较好地反映了波纹管实际使用过程中的失弹情况，具有较好的应用性。     

极端工况机械密封波纹管结构-热耦合失效分析

针对焊接金属波纹管在复杂工况下的失弹、疲劳失效的现象,以波纹管为研究对象,建立三维模型,应用静力学、热力学理论和有限元计算、试验分析相结合的方法对机械密封波纹的性能进行了分析,得到了不同力和温度作用下波纹管的受力分布、压缩量、刚度和热变形的变化规律及相互影响关系。结果表明:温度和力的作用对波纹管的失弹失效有较大影响。研究结果对于波纹管的优化设计、疲劳寿命分析、机械密封的选用和维护等提供了相关数据和理论依据。     

温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响

为了研究温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响,建立高温泵用机械密封焊接金属波纹管计算模型,利用ANSYS软件计算波片的温度场,并通过间接耦合法计算不同介质温度下的热应力与热应变场,得到温度对波纹管力学性能的影响规律.计算结果表明:在高温工况下波纹管波片内产生了较大的热应力和热应变,增大了波纹管断裂、失弹等形式的失效的危险,在设计和使用过程中必须对此引起足够重视;在高温工况下波纹管波片等效热应力、热应变的最大值均出现在波片波谷处.     

《润滑与密封》2003年总目录

题　　　　　　　目作　　　　　者期平面螺旋槽动压止推气体轴承的设计侯　予　陈纯正　王秉琛 (1)………………………………………………………………………指数率非牛顿流体的等温线接触弹流润滑分析刘晓玲　杨沛然 (1)………………………………………………………………………焊接金属波纹管失弹机理研究———应力松弛安源胜　刘卫东　汤毓红　何　骁 (1)……………………………………………………仿竹涂层的设计及其应力场蓝伟明　汪久根　李兴林 (1)…………………………………………………………………………………齿轮传动系统动载…     

大尺寸S型焊接金属波纹管刚度及薄板焊接接头应力分析

建立大尺寸S型焊接金属波纹管非对称截面有限元模型,采用ANSYS对其在弹性范围内的轴向刚度进行模拟计算,并与试验结果及经验公式计算结果进行对比。模拟结果与试验结果及经验计算值非常接近,说明可以用AN-SYS来模拟计算刚度,从而解决了大尺寸焊接金属波纹管刚度难以测量的问题。波纹管膜片的最大应力集中在内圆焊接处,可通过改善内圆焊接处的应力状况来提高波纹管的使用寿命。对薄板不同大小焊接接头的应力进行分析,结果表明,当焊接接头的截面半径为板厚的1.5倍时,焊接接头处应力值比较小,不易发生应力集中和失弹现象。     

外压-拉伸位移下波纹管周向应力计算探讨

拉伸位移引起的波纹管周向应力对波纹管失稳和强度破坏的影响不可忽略。但是国内外现行标准中对于该周向应力的设计不够充分,故对位移引起波纹管的周向应力进行了研究。通过有限元法分析了波纹管在外压-拉伸位移联合作用下的周向应力,进行应力测量试验验证了有限元法计算结果的准确性;分析了波纹管板条梁模型与圆环板模型的特点,提出将波纹管等效成圆环板的简化模型,推导出拉伸位移下波纹管周向应力设计的基础公式。在大量的算例计算基础上,给出一定范围波形参数内的修正系数分布规律和计算方法,最终形成拉伸位移引起的波纹管周向应力公式。     

四通球阀中波纹管强度数值分析

通过数值模拟计算方法,对波纹管四通金属密封球阀中波纹管的刚度和应力进行模拟计算。在20℃和500℃两种工况下,根据所施加的不同轴向力,计算波纹管的刚度以及应力,与行业标准的刚度和应力计算相比较,最终确定波纹管的设计要求。不同温度下的刚度位移,所计算的密封预紧力均满足球阀密封力要求,为波纹管球阀的在线使用提供了技术支持。     

基于ANSYS的U形波纹管疲劳寿命分析

首先介绍了波纹管的基本特性.在此基础上采用ANSYS 9.0有限元软件对波纹管整体进行热-应力耦合分析,并借助其Fatigue Tool估算波纹管的疲劳寿命.将分析数据与实验结果相比较,得出波纹管设计中需注意的问题及其解决方法.     

波纹管脉动超高压动态实验装置

本发明是在内部和外部超压条件下脉动的波纹管的动态试验装置。波纹管是相当易于破坏的机械部件之一。评定破坏特性所需要的基本数据,一般是在改变行程及在恒定的压力和温度条件下通过动态试验获得的。在恒定压力下进行的试验,只是给予波纹管以保守的评价,为了获得波纹管使用可靠性的更准确的数据,必须在恒定行程内改变压力进行试验。波纹管可能由于脉动加载(从0到100%最大工作压力)而承受外部超压负荷。提供这种情况下     

阀门用波纹管的应力分析

基于有限元方法建立了阀门用波纹管的应力分析方法,通过对波纹管进行有限元分析。结果表明,无论何种工况,波纹管各层的应力分布规律基本相同,其分布规律是波峰与波谷部位应力较大,其余部位应力较小;在位移载荷(拉或者压)作用下,波纹管的最大等效应力均发生在波谷位置;在拉伸位移-内压联合作用下,结构最大应力发生在波峰,在压缩位移-内压联合作用下,结构最大应力发生在波谷;在工作状态下,波纹管的应力主要是由位移载荷引起,因此,在使用过程中应严格控制位移的大小。     

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。     

成型角对焊接金属波纹管性能影响的试验研究

本文通过对不同成型角波纹管的压缩变形和弹力松驰性能的测定,研究了成型角对焊接波纹管性能的影响,确定了机械密封用焊接金属波纹管成型角的最佳范围,为优化波纹管的工程设计提供了参考。     

橡胶波纹管型机械密封设计探讨

设计橡胶波纹管型机械密封时,要考虑橡胶材料耐介质特性、橡胶波纹管为全波橡胶波纹管还是半波橡胶波纹管、橡胶波纹管弹力在不同温度下的变化以及补偿力随补偿环组件高度的变化情况;介绍了具体型号的橡胶波纹管型机械密封特点、运行限制及适用范围,并对其设计作了探讨。     

位移载荷作用下U形波纹管的疲劳寿命研究

金属波纹管膨胀节是受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一,具有一定的使用寿命,位移载荷会使波纹管产生超过屈服强度的应力,出现疲劳损伤,当累积损伤达到一定程度,波纹管就发生失效.对波纹管在内压及位移共同作用下进行疲劳寿命试验研究,结果表明,对称循环位移下波纹管的疲劳寿命最高,单侧压缩位移下波纹管的疲劳寿命最低,建议对膨胀...     

深水压力补偿用U型波纹管疲劳寿命分析

深海用压力补偿器中弹性补偿部分的寿命很重要,用Hypermesh和ANSYS Workbench联合仿真,对其进行了非线性有限元分析,并借助ANSYS Workbench的Fatigue Tools计算其疲劳寿命。分析了影响其疲劳寿命的相关因素,为深海用多层U型波纹管的选用提供了设计指导。     

无加强型波纹管稳定性计算公式中Sy值的确定

LIMA标准提供了波纹管材料在设计温度下的屈服极限Sy值的计算公式，但该公式中从鉴定试验报告中获得的常温下退火态波纹管材料的屈服强度Sym值需要查找相关材料质保书才能得到，给设计带来许多不确定性。本文参照可靠性设计中确定材料许用应力的方法，采集近三年304薄板材料的质保书中数据，用统计技术的方法确定合理的Sym值，并据此将EJMA标准给出的Sy值的计算公式进行简化，提供了切实可行、使用方便的Sy的计算公式。     

阀门用金属波纹管的参数和结构设计

介绍了金属波纹管几何参数的设计方法和性能参数的计算方法。讨论了使用寿命估定方法和工作状况对使用寿命的影响。阐述了几种阀门中常用的波纹管端部结构及选用原则。     

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。