金属膨胀节的有限元建模方法与应用

膨胀节是大型管道系统设计的重要组成构件,采用弹簧单元来研究膨胀节的建模方法,并通过大型有限元软件Ansys的应用完成对电站空冷岛复杂排汽管道系统建模与变形的实例分析,验证了膨胀节建模方法与有限元模拟的合理性与有效性,计算结果对此类结构的分析设计具有重要的参考价值.     

有限元方法在膨胀节强度分析中的应用

本文采用有限元方法分析了膨胀节的结构强度,并借助于ANSYS软件较好地解决了处于塑性状态下的多层膨胀节层间的接触问题,本文的计算结果表明,GB16749-1997标准给出的膨胀节结构可以满足强度要求,但在设计时还要考虑膨胀节的疲劳问题。     

GB 151中带膨胀节固定式换热器管板计算方法的改进

介绍了修订现行国家标准GB 151—1999《管壳式换热器》时,对带膨胀节的固定式换热器管板设计中应力计算方法的改进意见。文中指出现有计算忽略了膨胀节圆环内部压力引起轴向位移影响,会对某些高参数换热器固定管板的应力分析带来较大误差,并基于板壳理论得到膨胀节圆环内部压力与其两端受轴拉力引起轴向位移之间的相互关系,并结合现行GB 151管板计算模型,提出修订原则和方法。通过有限元计算,证明该方法是可靠的。     

铰接式膨胀节结构刚度与强度分析

本文主要应用有限元方法对大直径的角向膨胀节及万向角膨胀节的各个构件组装在一起后在各种载荷条件下的刚度与强度进行分析,通过计算分析可了解膨胀节各构件的受力情况从而为产品的优化设计提供依据.     

一种波纹膨胀节的等效数值模拟计算方法研究

为了补偿管道因拉伸、压缩或弯曲产生的位移,在管道设计中,经常增加波纹膨胀节。在透平机械行业中,经常应用波纹膨胀节来补偿汽轮机与冷凝器之间因热胀而产生的位移,但鉴于波纹膨胀节的特殊性能,一般有限元程序很难计算带有波纹膨胀节的管路系统。基于此,提出了一种用梁单元近似模拟波纹膨胀节的理论计算方法,运用该理论计算方法进行数值模拟,并结合某重点汽轮压缩机组项目,验证了该方法的合理性。     

固定管板式换热器轴向应力计算与膨胀节设置问题

对固定管板换热器轴向应力计算方法和膨胀节设置问题进行了探讨,通过实例计算对比分析,提出采用简单的轴向应力计算方法及设置膨胀节判据的观点,供同行讨论和设计参考.     

催化裂化装置烟机入口暖管膨胀节事故失效分析的有限元计算

某石化公司100×104t/a两段提升管催化裂化装置烟机入口暖管一只DN300单式铰链型膨胀节,在生产运行过程中暖管水平段单式铰链型膨胀节波纹管突然发生爆裂,为分析失效事故原因,对失效的膨胀节进行了有限元计算与分析,并提出了改进措施。     

用局部应力—应变法预测大型波纹管膨胀节寿命的有限元程序的研究

本文把弹塑性有限元法与材料的应变──寿命理论结合起来计算膨胀节的低循环疲劳寿命，即利用弹塑性有限元分析波纹管的最大应力应变（局部应力应变），根据局部应力应变利用奥氏体不锈钢材料的应变──寿命关系计算出波纹管的疲劳寿命。本文同时编写了该方法的Fortran计算程序，利用该程序可以比较准确地计算出膨胀节的低循环疲劳寿命。本文还把计算结果与膨胀节实测结果进行比较，证明了该方法是一种行之有效的估算膨胀节寿命的工程方法。     

波形膨胀节的有限元分析与常规应力分析比较

依据有限元程序的原理和结构,分析膨胀节各处的应力详细分布情况和危险点的位置,向设计人员提供更加具有形象感的应力分析参数.另外,还结合常规应力分析进行复核,旨在分析位移对波形膨胀节耐压能力的影响,并介绍提高波形膨胀节耐压能力的方法.     

波形膨胀节CAD集成系统

从工程设计的需要出发,应用计算机技术,对膨胀节的结构设计、二维工程图、三维效果图、有限元分析进行了一体化设计,开发了膨胀节辅助设计集成系统,极大的提高了产品设计的效率和质量,增强了企业的市场竞争力.     

内压—压缩位移载荷作用下U形波纹管平面失稳判据的应用研究

本文在U形无加强波纹管平面失稳判据研究的基础上，对内压和轴向位移载荷作用下不锈钢波纹管的平面失稳临界工况线，采用了作图法和参数拟合方法加以简化，使之能够应用于工程设计。     

高阻尼无加强U形减振波纹管研究

利用粘弹阻尼技术,研制了一种减振降噪性能更优的高阻尼无加强U形减振波纹管。本文应用I-deas工程分析软件对高阻尼无加强U形减振波纹管的振动特性进行了分析,通过波纹管粘弹阻尼结构设计、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,得到了高阻尼无加强U形减振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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

低频率下波纹管膨胀节腐蚀疲劳行为模拟

针对供热管道波纹管膨胀节在设计使用期限内发生泄漏的实际问题,在低频率下对波纹管膨胀节的腐蚀疲劳行为进行模拟,用宏观、微观的方法分析研究了发生开裂泄漏的波纹管和模拟试验中波纹管的各种特征,得出了如下结论：波纹管实际腐蚀破坏中存在着腐蚀疲劳失效。经过研究表明,该波纹管有一定的耐腐蚀疲劳性能,检测未发生泄漏的波纹管可以继续使用。     

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...