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...     

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。     

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。     

煤化工反吹阀用波纹管国产化设计研究北大核心CSCD

为了研究煤化工反吹阀用波纹管失效原因,运用有限元法对波纹管进行静力学和瞬态动力学分析。与静力学分析结果对比,考虑惯性力及阻尼作用后,波纹管的最大应力有所增大,疲劳寿命下降,最大应力出现位置由波纹管中部转向阀杆端部。为了验证仿真计算的准确性,设计了专用的高温、高压疲劳试验台,实现了苛刻工况波纹管型式试验。和试验结果对比,波纹管设计寿命与真实寿命偏差30%以内,失效位置与仿真分析结果一致。根据仿真和试验结果,提出了优化阀杆端部波纹管材料及波形结构改善波纹管寿命的设计方法。     

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。     

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。     

多层波纹管非线性有限元应力分析

应用非线性有限元法，综合材料非线性、几何非线性、边界非线性，利用三维壳单元建模、边界非线性(接触)对层间关系，使层间形成接触对，建立多层波纹管非线性有限元模型。经过在AN-SYS平台上进行的非线性有限元分析计算和实验比较，得出计算结果和试验数据基本吻合。同时研究结果也证明了这是一种比较准确的研究方法，此有限元模型能够较好地模拟真实多层波纹管的特性。     

温度影响下汽车波纹管疲劳分析

从汽车波纹管的工作环境出发,充分考虑温度影响下材料的非线性特性,对波纹管进行了疲劳特性分析。首先,根据波纹管疲劳试验要求设置模型中的边界条件;然后从考虑屈服强度变化和不考虑屈服强度变化两种情况对波纹管危险位置的应力进行研究,找出温度变化对波纹管应力影响的特点;最后,在应力分析结果的基础上,采用局部应力应变法对波纹管进行疲劳寿命分析,得到不同温度阶段下的波纹管的疲劳寿命,并从中得出温度变化对波纹管疲劳的影响特点。     

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。     

三峡水利枢纽工程压力管道用超大型波纹管疲劳试验分析

长江三峡水利枢纽工程中,引水压力管道伸缩节用的波纹管是迄今为止国内自行设计、制造的最大尺寸波纹管.本文介绍了该波纹管进行的带压破坏性疲劳试验情况,并通过试验结果分析,得出了该波纹管设计合理、具有较高疲劳寿命的结论.该波纹管的试制成功,为今后大型波纹管的开发提供了有益的经验.     

Ω形波纹管的非线性应力分析

为研究Ω形波纹管的强度特性,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,采用轴对称单元建立该波纹管的有限元模型。对同种规格、同种材料的单层单波Ω形与U形波纹管的应力进行对比分析,表明Ω形波纹管的耐压能力更强;分别在三种工况下研究Ω形波纹管的应力分布规律,表明在其结构不连续区存在明显的应力集中,且在厚度方向有应力梯度存在;探讨结构参数对Ω形波纹管耐压能力的影响,表明其耐压能力随圆环开口量和壁厚的增大以及筒体直边段长度的减小而增强。以上有限元分析结果与相关文献的研究结果一致。     

S型焊接金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用ANSYS Workbench（AWE）软件的Fatigue Tool工具箱和S—N曲线,分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderbe曙直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法,对S型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证：有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。     

高温工况阀用波纹管疲劳寿命有限元分析及试验研究

对于某些特殊应用领域的阀用波纹管,用户有对波纹管在高温工况下进行疲劳寿命型式试验的需求.由于该实验装置专业性较强,目前国内市场上暂无该类产品的销售.为了解决此问题,设计了一种高温工况下使用的疲劳试验装置,该装置能够在不同温度、不同压力条件下对波纹管进行疲劳试验.由于在高温疲劳试验过程中存在试验效率低、较常温试验条件增加...     

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。     

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。     

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。