国内波纹管膨胀节发展现状

国内波纹管膨胀节发展现状

随着波纹管广泛和特殊的工程应用出现的一系列的问题,促使人们对其静动力学特性进行深入和系统地研究，研究的主要方法有工程计算法、解析法和数值法。工程计算法的主要目的是寻求波纹管实用的、简便的设计方法,这种方法大多采用直梁或曲梁模型对波纹管进行简化处理,而后应用材料力学的方法给出一些简单的设计公式和图表以供工程设计使用。解析法是把波纹管看成由两个半圆环壳与板组合而成，将其求解问题看成圆环壳与圆环板的求解问题。分析波纹管力学特性的数值法是随着计算机和计算数学的发展而产生的，主要有差分法和有限元法等。

在70年代之前，波纹管结构分析主要采用解析法。其主要思想是:根据近似简单梁、近似圆柱体、近似壳体的假设,依据材料力学和弹性理论得到波纹管壳体中的应力- -应变值.但由于波纹管本身是一种较为复杂的轴对称薄壁壳体，且在绝大多数工况下材料处于塑性大变形范围内,因而在解析解与波纹管材料的实际响应之间存在着较大的误差。为使两者间达到近似的统- ,学者们在解析解中引入了由图表形式给出的修正系数，这种方法目前广泛应用于工程设计部门,如EJMA规范中的应力计算式凹等。 70年代以后，随着计算机技术的飞速发展，有限元分析在结构分析中的地位日渐突出。分析波纹管力学特性的数值法足随着计算机和计算数学的发展而产生的,上要包括有限差分法和有限元法等。 有限元法目前已成为工程数值分析的有力工具,它在波纹管的数值分析中也得到了广泛应用。这种方法较之解析法可不受波纹管波形的限制，较之差分法可避免计算的不稳定性，较之实验法可节约大虽实验费用。如Iwata k和Tsukimori K采用通用非线性结构有限元分析软件,研究了U形波纹管在内压及外压作用下的屈曲问题，文中使用三结点轴对称旋转壳单元，径向及环向位移采用二次多项式插值,法向位移采用四次多项式插值,最后将所分析的问题变为特征值问题，应用有限元软件中的子空间迭代法给出波纹管柱状失稳和平面失稳的临界压力。 国内近几年对波纹管结构强度的研究主要集中在各大高校中,分析时使用的软件多为ANSYS.如文中建立了波纹管非线性有限元模型,运用ANSYS有限元软件对单层波纹管进行了计算,结果与实验数据吻合较好,但对多层波纹管的有限元分析效果不是很理想，计算值与实验值有较大的差距。该文研究结果表明非线性有限元分析可以较好地分析真实单层波纹管的载荷一-应力响应。 ANSYS软件在求解振动模态与响应问题中的应用很多，如用ANSYS软件分析轧钢冷锯机锯片的振动特性,并对有限元针对复杂结构的振动分析进行的研究”。但是，采用有限元法进行波纹管膨胀节结构振动模态和振动响应方面的研究,国内还是比较少的，相关文献报导则更少。