《大连理工大学》2012年硕士论文

发布时间：2016-11-20 13:53

  本文关键词：多层S型波纹管力学性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2012年

多层S型波纹管力学性能分析

郎振华  

【摘要】：波纹管膨胀节是用于连接管件、提供位移补偿的构件,能够有效避免管件因推拉、偏转造成的冲击破坏,还可以有效吸收管件振动产生的能量。由于具有良好的位移补偿和减振能力,膨胀节被广泛应用于机械、化工等领域的流体原料输送、冷热气体交换系统等。其中,挤压成型波纹管膨胀节的制造工序简单,结构密封性好,疲劳寿命相对较长,是使用最广泛的膨胀节之一 在膨胀节的使用过程中,波纹管等构件长期处于循环荷载的作用下,极易发生疲劳断裂。波纹管的疲劳寿命与外载荷作用下波纹管结构内部的应力密切相关,因此准确计算波纹管在外荷载作用下的应力分布十分重要。波纹管的形状尺寸、层间接触以及成型工艺等都会对波纹管的力学性能产生影响。本文以S型波纹管为研究对象,以有限单元法为研究方法,使用ABAQUS有限元分析软件,针对上述问题展开研究。 本论文内容共分四部分,具体研究工作如下： 第一章介绍了膨胀节和波纹管的分类和适用领域,介绍了国内外学者在波纹管应力计算方面的研究进展,阐述了进行S型波纹管有限元分析的必要性。 第二章使用ABAQUS有限元分析软件,建立了单层S型波纹管的有限元简化模型,分析了单层S型波纹管在弯曲、内压及共同作用下的应力分布,然后讨论了波纹参数对波纹管弯曲刚度和最大转角的影响。 第三章建立了考虑非线性接触的4层S型波纹管有限元模型,分析了4层波纹管在外荷载作用下的应力分布。然后分别用常规壳单元(Conventional shell elements)和实体壳单元(Continuum shell elements)模拟了4层S型波纹管,比较了使用壳单元简化计算模型的优缺点。最后使用实体壳单元模型分析了层数对波纹管力学性能的影响 最后,针对波纹管在成型过程中产生残余应力和残余应变的问题,本文第四章建立了4层S型波纹管成型过程的轴对称模型,研究了S型波纹管成型后的应力、应变残留和厚度变化。然后使用实体壳单元模拟了4层S型波纹管三维有限元模型的成型过程,并与不考虑成型工艺的模型进行对比,讨论了成型过程对波纹管力学性能的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O611.3
【目录】：

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【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 马克;新型波纹管膜片的设计方法及制造技术研究[D];新疆大学;2013年

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘人怀,王志伟;变厚度U型波纹管非线性变形分析[J];管道技术与设备;1996年01期

2 王林海,狄土庚;U型波纹管的液压成型[J];管道技术与设备;1995年04期

3 周毅锦,李永生;波纹管非线性特性的有限元分析[J];南京化工大学学报(自然科学版);1999年04期

4 张进国,吕英民;任意载荷作用下旋转波纹管的几何非线性有限元分析[J];农业工程学报;1998年01期

5 钱伟长,郑思梁;轴对称园环壳的复变量方程和轴对称细环壳的一般解[J];清华大学学报(自然科学版);1979年01期

6 刘颖,徐鸿,高海涛,寿比南;有限元法在膨胀节设计计算中的应用[J];压力容器;2001年02期

7 贾志刚,寿比南,梅林涛;有限元方法在膨胀节强度分析中的应用[J];压力容器;2001年04期

8 杨义俊,王心丰;多层波纹管非线性有限元应力分析[J];压力容器;2003年09期

9 谢志成,付承诵,郑思樑;有曲率突变的轴对称壳(波纹壳)的有限元解[J];应用数学和力学;1981年01期

10 钱伟长,吴明德;U型波纹管的非线性特性摄动法计算[J];应用数学和力学;1983年05期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;APPROXIMATED-ASYMPTOTIC SOLUTION OF THE COMPLEX VARIABLE EQUATION OF TOROIDAL SHELLS UNDER AXIAL SYMMETRIC LOADS[J];Acta Mechanica Sinica;1986年01期

2 刘燕,李跃军;波纹管的非对称问题分析[J];北京建筑工程学院学报;2001年03期

3 邹广;彭兴宁;杜青海;;加筋圆环壳的理论求解及性能研究[J];船舶力学;2012年Z1期

4 李杰;段玫;;多层波纹管接触分析及稳定性屈曲分析[J];材料开发与应用;2011年06期

5 张林安;李德连;谷维忠;;ND_5型内燃机车不锈钢波纹管成形工艺的试验研究[J];大连铁道学院学报;1993年03期

6 李先立;正交缠绕玻璃钢圆曲管平面弯曲的理论和实验研究[J];复合材料学报;1985年03期

7 刘人怀;板壳分析与应用[J];中国工程科学;2000年11期

8 郝兆星,董珉;波纹管强度分析和试验[J];管道技术与设备;1995年01期

9 张进国,张对红,吕英民;旋转波纹管的固有频率计算[J];管道技术与设备;1998年03期

10 沈玉堂,李永生;波纹管非线性有限元分析及其软件开发[J];管道技术与设备;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 顾玉钢;周秀芝;刘孝根;程沛;;高压固定管板式换热器用多层膨胀节有限元分析[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年

2 戴世强;;钱伟长先生科学研究的成果和方法[A];力学史与方法论论文集[C];2003年

3 吴海林;伍鹤皋;;水工波纹管伸缩节非线性有限元分析[A];第六届全国水电站压力管道学术论文集[C];2006年

4 张进国;刁新华;史岩;侯明亮;李考年;;油罐与管道连接波纹管系统特征值分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

5 戴世强;;钱伟长先生科学研究的成果和方法[A];力学史与方法论论文集[C];2003年

6 姚琳;钱才富;;Ω形及U形膨胀节承载与变形补偿能力的比较[A];第六届全国压力容器学术会议压力容器先进技术精选集[C];2005年

7 司欢欢;穆塔里夫·阿赫迈德;周广民;;S型单双层焊接金属波纹管的三维建模方法研究[A];第9届中国机构与机器科学应用国际会议（CCAMMS 2011）暨中国轻工机械协会科技研讨会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 朱卫平;波纹管非轴对称问题研究[D];上海大学;2001年

2 王继强;高速永磁电机的机械和电磁特性研究[D];沈阳工业大学;2007年

3 冯秀芳;钱伟长治学理念及教育思想初探[D];上海大学;2007年

4 杨琳;曲边柱壳的线性和非线性静动态膨胀研究[D];华中科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李丹;测量液位的波纹膜片式光纤Bragg光栅压力传感器[D];昆明理工大学;2008年

2 亓京波;指向式旋转导向钻井工具组合动密封设计[D];中国地质大学（北京）;2011年

3 王长振;LNG船装卸货管路系统分析[D];上海交通大学;2011年

4 朱建峰;流固耦合下多层波纹管等效刚度的研究[D];河南科技大学;2011年

5 陆永超;多层波纹管等效阻尼的影响因素及其作用规律研究[D];河南科技大学;2011年

6 钱海涛;涵洞钢波纹管力学特性的试验研究[D];南京航空航天大学;2011年

7 邹广;环肋圆环壳强度与变形分析[D];中国舰船研究院;2011年

8 郭晓云;电流辅助钛波纹管成形工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 王立芳;金属波纹管虚拟实验系统的开发[D];燕山大学;2012年

10 车艳亮;金属波纹管虚拟设计系统开发[D];燕山大学;2012年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 安源胜,蔡仁良,何骁,张涌;机械密封用焊接金属波纹管刚度的计算方法[J];化工装备技术;2001年01期

2 顾承珠,张进生,贺云花;应用于预应力结构中波纹管波形优化数学模型的建立分析与研究[J];机械设计;2004年09期

3 汤文成,易红,金勤明;波纹管管形的优化设计[J];机械设计与制造工程;1998年04期

4 安源胜 ,蔡仁良 ,刘卫东 ,何骁;机械密封用焊接金属波纹管结构分析与优化[J];流体机械;2001年10期

5 马伟,李德雨,钟玉平;波纹管的发展与应用[J];河南科技大学学报(自然科学版);2004年04期

6 刘建华;焊接金属波纹管机械密封的特点及其应用[J];机械;2000年04期

7 夏新龙;田宝玲;;机械密封用焊接金属波纹管刚度的影响因素及计算公式[J];流体工程;1985年03期

8 黄振亮;濮怀宇;;舰船柴油机排气波纹管的可视化设计[J];船海工程;2007年04期

9 杨玲,吴海霞,谢守勇,杨国才;膨胀节波纹管优化设计系统研究[J];西南农业大学学报(自然科学版);2003年06期

10 董世章;;国外金属波纹管发展概况[J];仪器制造;1974年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 岳希;波纹膨胀节CAD技术[D];沈阳工业大学;2003年

2 杨义俊;基于ANSYS的金属软管非线性有限元应力分析[D];南京航空航天大学;2004年

3 陈敏志;基于自适应有限元的结构拓扑优化法[D];河海大学;2006年

4 骆伟;汽车发动机降噪用V型波纹管动力学特性研究[D];燕山大学;2006年

5 袁磊;金属波纹管静密封技术研究[D];南京理工大学;2008年

6 梁文元;挤压成型金属波纹管机械密封的优化与系列化研究[D];北京化工大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 钱伟长;半圆弧波纹管的计算──细环壳理论的应用[J];清华大学学报(自然科学版);1979年01期

2 张立权;卢志数;蔡善祥;朱海权;;多层U形膨胀节试验研究(三)—应力测试[J];压力容器;1985年02期

3 钱伟长,郑思梁;轴对称圆环壳的一般解[J];应用数学和力学;1980年03期

4 钱伟长,郑思樑;半圆弧波纹管的计算——环壳一般解的应用[J];应用数学和力学;1981年01期

5 谢志成,付承诵,郑思樑;有曲率突变的轴对称壳(波纹壳)的有限元解[J];应用数学和力学;1981年01期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Э.Л.加卢斯季扬;卢世宗;;露天矿台阶变形的预测[J];矿业工程;1990年02期

2 张承 ,薛剑峰;热敏材料的应用——指针式温度计[J];江苏冶金;1991年01期

3 张百胜;康立勋;杨双锁;;大断面全煤巷道层状顶板离层变形模拟研究[J];采矿与安全工程学报;2006年03期

4 江波,姜泽毅,张欣欣;钢卷退火过程导热和热应力数学模型[J];冶金能源;2005年03期

5 张百胜;闫永敢;康立勋;;接触单元法在层状顶板离层变形分析中的应用[J];煤炭学报;2008年04期

6 张羽翔;杨勇;王坚;宋鹏云;李淑兰;胡明辅;朱孝钦;;整体多层包扎式高压容器筒体与球形封头连接区应力状态有限元分析[J];化工机械;2010年03期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 刘红坡;艾长发;黄兵;刘东;;层间接触对沥青路面力学回应的影响[A];中国交通土建工程学术论文集（2006）[C];2006年

2 贾仕博;张姝;张旭峰;吴增强;;冷轧带钢粘结缺陷的研究与分析[A];2009年河北省轧钢技术与学术年会论文集（上）[C];2009年

3 江波;姜泽毅;张欣欣;;钢卷退火过程导热和热应力数学模型[A];2004全国能源与热工学术年会论文集（2）[C];2004年

4 管枫年;陈术宝;;按太沙基理论和渗径比法控制的双层地基压重设计[A];水工渗流研究与应用进展——第五届全国水利工程渗流学术研讨会论文集[C];2006年

5 梁海波;;层间连续性假设与粗糙面施工法[A];海南省公路学会学术交流论文集[C];2007年

6 龙件开;王述银;;龙滩碾压混凝土芯样与机口取样性能参数的比较分析[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 郑仲浪;重载车辆作用下沥青路面层间力学行为研究[D];长安大学;2010年

2 何振星;路桥损伤及破坏中若干力学问题的研究[D];太原理工大学;2009年

3 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵孝辉;考虑层间接触状态的路面结构有限元分析[D];华南理工大学;2011年

2 李新贺;沥青路面不同层间接触状态对路面结构受力的响应研究[D];长安大学;2012年

3 郁万彬;黄泛区二灰土底基层道路结构界面设计研究[D];山东大学;2010年

4 韩庆;整体性基层发展现状及展望[D];长安大学;2011年

5 贺雨田;重载车辆作用下沥青路面层间应力分析[D];长安大学;2008年

6 余四新;设层间功能层的水泥混凝土路面基层应力分析与结构设计[D];长安大学;2009年

7 赵伟;大厚体积水泥碎石施工关键技术研究[D];长安大学;2007年

8 戴震;沥青路面结构受力机理分析[D];东南大学;2004年

9 王吉昌;半刚性基层与沥青面层间界面特性研究[D];长安大学;2013年

10 刘红坡;层间接触对半刚性沥青路面力学响应的影响[D];西南交通大学;2006年

  本文关键词：多层S型波纹管力学性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：183598