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金属软管上的波纹管选择-郑州久安管道

金属软管上的波纹管选择

郑州久安管道2014-12-16 08:27:001077来自:http://www.yjbcq.com

金属软管上的波纹管选择,波纹管单元类型的选择在建立有限元模型时首先要确定采用哪种类型的单元,包括单元的形状和阶次。单元类型选择应根据结构的类型、形状特征、应力和变形特点、精度要求和硬件条件等因素综合进行考虑,所选单元的类型要全面反映与体现所研究产品的各方面的特性。波纹管补偿器上的波纹管是一个轴对称的空间薄壁壳体,对这样的结构一般可以考虑选用轴对称单元、壳单元或者体单元。
  金属软管上的波纹管选择首先,从几何结构看,波纹补偿器上波纹管属于薄壁壳体结构,如果波纹管只承受轴向位移载荷以及内压载荷,那么变形后结构仍然保持轴对称,这时就可以选用轴对称单元;但是波纹管在工作中除了承受对称载荷外,往往同时承受横向错动、弯曲和扭转等多种载荷联合作用,使得结构处于非线性不对称状态,因而用轴对称单元很难正确表述其变形状态。
    尤其对于波纹管的失稳问题,轴对称单元的有限元计算结果与实验结果还有较大的差距。而壳结构的特点是一个方向的刚度比另外两个方向的要小得多,在横向力的作用下,大变形表现为大挠度、大转动,而且应力一般不是很大,在受到垂直方向力的作用时也可以表现为大挠度、大转动大应变。
    其次,从材料特性看,波纹管属于材料非线性,轴对称单元很难满足要求。同时,在动态响应分析中,用轴对称单元也难以很好的描述其动态的特性。

  

       综上所述,金属软管上的波纹管选择由于波纹管的材料非线性、几何非线性和大变形等非线性特性,而壳单元she1193具有塑性、应力硬化、大变形、大应变等能力,符合波纹管的非线性特征要求;同时,它是二次单元,具有八个节点可以用较少的单元数目很好地模拟波纹管的曲面形状,所以本文选用八节点空间壳she1193单元描述波纹管。
  定义材料特性波纹管常用的材料是不锈钢,如OCr18Ni9,OCr18Ni9Ti,1Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti等。把材料的特性定义为非线性和各向同性,不考虑温度变化的影响。
  本文研究的金属软管材料为1Cr18Ni9Ti。表3.1给出了材料1Cr18Ni9Ti的机械性能。

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