低温环境下波纹管的轴向刚度计算

应用有限元软件Ansys建立波纹管的有限元分析模型,又通过对U型波纹管轴向刚度计算经验公式的温度修正,计算室温和低温(直到-253 ℃)状态下波纹管的轴向刚度,并对波纹管刚度与壁厚、波高、波距等波形参数之间的相关性进行数值计算.波纹管的性能与结构设计的波形参数密切相关,对不同用途或不同控制因素的波纹管,波形参数的确定应有侧重点,且需综合考虑.通过与文献中的实验结果对比得知,用材料弹性模量温度系数对经验公式进行修正是有效的.     

Ω形波纹管的轴向刚度研究

为研究Ω形波纹管的刚度特性,用有限元方法分别建立轴对称单元以及轴对称单元与接触单元组合的有限元模型.对同种规格、同种材料的单层Ω形与U形波纹管的轴向刚度进行对比分析,表明单层Ω形波纹管的补偿能力更强;探讨波纹管开口量和壁厚对单层Ω形波纹管轴向刚度的影响,与相关文献的研究结果一致;研究不同层数以及存在层间摩擦的条件下,Ω...     

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。     

多层U形波纹管轴向刚度及临界载荷的有限元分析

研究多层U形波纹管轴向刚度及临界载荷的有限元计算,并与采用工程实际经验公式的计算结果和该波纹管的试验结果作比较。同时考虑波纹管层与层之间的接触条件、波峰到波谷变壁厚以及用单层等效厚度来模拟多层波纹管等不同条件对有限元计算的影响。     

碟形金属波纹管的内压稳定性研究

通过有限元软件和稳定性试验研究了碟形金属波纹管的内压稳定性，有限元分析得到的波纹管临界失稳内压值与试验值接近，失稳模态与试验结果一致，说明建立的有限元模型能够较好地分析碟形波纹管的稳定性，并利用有限元分析了波纹管几何参数对其稳定性的影响。根据EJMA标准中U形波纹管临界失稳内压的计算方法，得到了碟形波纹管平面失稳和柱失稳临界失稳内压的计算公式，公式计算结果得到了有限元的验证，具有一定的工程应用价值。     

聚四氟乙烯波纹管刚度性能研究

本文从聚四氟乙烯（PTFE）材料的力学性能的角度来研讨PTFE波纹管的刚度。通过实测．对PTFE波纹管的初始刚度和稳定刚度及它们之间的关系进行了分析，进而导出了工程公式。本文的研究限于时间和条件，还是初步的，但其结果可供有关PTFE波纹管的设计、选用和标准的制定参考。     

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。     

考虑层间摩擦的多层波纹管轴向刚度非线性有限元分析

利用ANSYS程序接触有限元方法对4层U型波纹管轴向刚度的线性和非线性特性进行了研究。首先建立了轴对称弹性单元（solid element）与接触单元组合的有限元模型，然后计算得到了该多层波纹管的刚度特性，尤其是在压缩时的非线性刚度，并且讨论了不同层间接触摩擦状态的影响，分析说明了多层间接触摩擦使波纹管轴向刚度具有非线性特征的机理。     

U型波纹管的扭转刚度计算

就EJMA标准关于U型波纹管扭转刚度的计算公式进行探讨。用钱伟长关于旋转壳扭转刚度的积分公式给出了U型波纹管扭转刚度妁计算公式,分析了EJMA标准计算出的扭转刚度较小的原因,并就其公式建议提出修改,用新的等效半径来代替EJMA的等效半径可以得到满足工程计算精度要求的简化公式。所有结果都通过有限元分析来验证。     

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。     

多层波纹管动态刚度的影响因素研究

采用有限元分析软件对多层无加强U型波纹管的动态特性进行了分析。利用参数化设计语言(APDL)建立了波纹管有限元模型并对其进行模态分析,分析了含夹层阻尼的多层波纹管的几何参数,如波纹管的波高、波距、直径、壁厚等对波纹管动态刚度的影响及其变化规律。通过振动试验,验证了有限元分析结果的正确性,其结果对波纹管的设计研究提供了一定的参考依据。     

多层焊接金属波纹管刚度实验与数值计算对比分析

以机械密封用S型焊接金属波纹管为研究对象,首先通过建立S型波纹管的非对称截面有限元模型,对单双层波纹管在其弹性范围内分别进行了轴向刚度、扭转刚度的数值分析和EJMA标准法计算;其次,通过设计专用夹具测出了单双层波纹管的轴向及扭转刚度值,并将计算结果与试验值进行了对比和分析,从而得到了S型单双层波纹管轴向及扭转刚度的合理的计算方法,为波纹管的结构分析和稳定性提供了理论依据。     

金属波纹管低周疲劳寿命及可靠性的研究

应用有限元法、试验、数理统计等综合分析方法,对金属波纹管低周疲劳寿命及其可靠性进行研究和探讨。通过波纹管材料疲劳寿命试验、软件仿真分析、产品疲劳寿命试验及相关数据研究,金属波纹管的疲劳寿命呈威布尔分布规律,其寿命分散度也较大。在实际产品设计时将有限元仿真分析、工程设计和试验有机地结合在一起,研究波纹管的可靠寿命和安全系数,能够提高设计精度和可靠性。     

井下组合动密封波纹管设计及有限元分析

井下导向工具的组合动密封由机械密封、波纹管等组成,其中波纹管起角位移补偿和静密封作用,要求有足够的强度、轴向刚度和角位移补偿能力。根据导向工具的工作环境和空间结构设计角位移补偿波纹管的结构及参数。采用控制变量法对U型波纹管进行刚度计算,得出刚度的变化规律,确定波纹管的最终结构参数,并用有限元方法研究在内压载荷与径向弯曲载荷共同作用下,波纹管的结构参数变化对波纹管性能的影响,验证波纹管最终结构参数的合理性。     

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。     

机械密封用焊接金属波纹管结构分析与优化

分析探讨了膜片波形、宽度、膜片成型角和膜片个数对波纹管力学性能的影响,并在此基础上对焊接金属波纹管的膜片结构进行了优化设计。通过对各参数的合理选择和优化,达到均化膜片应力,提高波纹管使用寿命的目的。     

基于CAE的U形波纹管膨胀节的工程优化设计

介绍了基于CAE的零部件优化设计过程 ,阐述了波纹管优化模型的建立 ,并利用有限元分析软件完成了U形波纹管的结构优化设计 ,获得了较好的优化效果。