薄壁波纹管拉伸位移条件下周向稳定性研究

发布时间：2020-07-04 00:43

【摘要】：金属波纹管膨胀节作为一种挠性部件，用以补偿因热胀冷缩、机械位移或振动引起的管线、设备等尺寸变化，已广泛用于国民经济的各个部门。但波纹管在使用过程中，存在着柱失稳、平面失稳和周向失稳，失稳后的波纹管其疲劳寿命和承压能力将大大降低，甚至会产生灾难性的后果。 目前国内外对波纹管柱失稳和平面失稳研究较多，并取得了许多重要的成果。在对波纹管的周向失稳研究中，均把波纹管简化为一刚性体，按照外压圆筒理论进行周向稳定性计算和校核，并未考虑轴向位移对稳定性的影响。 为提高外压波纹管设计水平及使用的可靠性，本文采用试验研究和有限元分析计算相结合的方法，从以下几方面研究了薄壁波纹管周向稳定性问题。 通过实验，研究了单层波纹管在单独外压、单独拉伸及外压拉伸共同作用下的变形情况，并测量了各变形阶段的应变。试验结果为周向失稳，表现形式为波峰塌陷。 通过实验，研究了多层波纹管在外压拉伸共同作用下的变形情况。试验结果为周向失稳，表现形式为波峰塌陷。 在实验研究的基础上，利用ANSYS有限元软件，进行了受外压拉伸共同作用的单层及多层波纹管的有限元分析计算，得到了失稳波纹管的变形及应力分布情况，模拟计算结果较准确地反映了波纹管内真实应力的大小及其分布情况。 试验研究及ANSYS有限元分析计算表明，受外压的波纹管其波峰径向收缩量过大以及较大的周向压应力共同作用将导致薄壁波纹管发生周向失稳，拉伸位移是产生周向失稳的主要原因，并提出了防止受外压的薄壁波纹管周向失稳的预防措施。本研究结论对薄壁波纹管的设计及应用具有重要的指导作用。
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH136
【图文】：

厂梢厂昧导流简限位板支撑管波纹管夕}管，，巨!』一)一不目一阵睡丛丛图1一1外压轴向型膨胀节示意图图1一2波纹管外压周向失稳照片目前，国内波纹管设计标准有GB/T12777一1999〔3〕和GB167‘49一1997〔‘，，国外设计标准有EJ以〔5，、 AsMEB31.3【6，及 JlsBs277〔，，等。各标准对波纹管在外压或真空条件下的稳定性校核均按照外压圆筒进行。在外压圆筒校核过程中，是把圆筒作为轴向不发生变化的刚性体，仅校核径向承受外压的能力，而波纹管实际上作为弹性元件，一方面承受外压，另一方面又吸收轴向位移

3.4.1试验装置所设计的试验装置能够测量波纹管在单独拉伸、单独外压及联合作用下的应变。试验装置的示意图如图3一5所示，实物照片如图3一6所示。将波纹管两端与干火一‘

本文编号：2740392