流固耦合下含夹层阻尼的多层金属波纹管刚度和阻尼研究

针对含夹层阻尼的多层金属波纹管,通过理论分析、数值模拟和试验的方法,研究波纹管的阻尼和刚度的分析和试验方法。采用模态应变能法,利用有限元软件ANSYS分析多层波纹管的损耗因子和轴向刚度。根据波纹管在管路中的应用情况,分析流固耦合下多层波纹管的力学性能。建立管路系统模拟平台,试验研究波纹管在管路系统的刚度和阻尼性能。数值分析得到损耗因子随着波数、层数和壁厚的变化规律。为了降低管道系统的噪声,可以选用多波数、多层或者较小阻尼层和金属层厚度的波纹管;得到轴向压缩刚度随波数、金属层弹性模量和壁厚的变化规律。为了提高波纹管的位移补偿能力,可以选择多波数、较小弹性模量的金属层或者较小壁厚的波纹管;得到轴向变形随着流体速度和压力的变化规律。试验得到波纹管在模拟管路系统中的刚度和阻尼比随着水压变化的规律,为含夹层阻尼的多层金属波纹管的优化设计提供理论指导。