中细柔性圆环壳整体弯曲的一般解及在波纹管计算中的应用(Ⅰ)——基本方程和一般解

讨论了圆环壳在横向载荷作用下的整体弯曲问题,提出了中细柔性圆环壳的概念、基本方程和一般解。本文称粗细比(子午线曲率半径与子午线曲率中心到回转轴的距离之比)小于1/3的圆环壳为中细圆环壳;方程的推导基于E.L.Axelrad的柔性壳理论;所得的解含有处理边界问题所必须的积分常数并且在全域内处处收敛;本解能方便地用于有关波纹管的计算。全文共分4个部分:(Ⅰ)基本方程和一般解;(Ⅱ)Ω型波纹管的计算;(Ⅲ)C型波纹管的计算;(Ⅳ)U型波纹管的计算。     

波纹管管内层流流动和换热规律的实验研究及数值模拟

波纹管是近几年来被广泛采用的一种强化换热元件,对其管内的流动和换热规律进行研究具有十分重要的意义。本文通过实验和数值模拟的方法,对三种不同尺寸(φ=19 mm、25 mm、32 mm)的波纹管层流流动和换热进行了研究,发现存在一个临界的Re数,当Re数小于临界值时波纹管的换热性能不及对应的光管,随着Re数的增加,波纹管换热性能逐渐改善。     

双波纹管补偿式差动光纤液位计

本文给出了一种双波纹管结构光纤液位传感器。该传感器能以差动方式工作,特别适于石油、化工产品的液位测量。在设计中,采用了全光路补偿方法和多种温度补偿技术,使得该光纤液位计具有自动补偿性能,克服了光源强度起伏和环境温度变化这两大主要因素对结构式强度型光纤传感器测量精度的影响。     

波纹管自调式制冷器常见故障分析

本文介绍了波纹管自调式制冷器启动时间长或不启动、流量超差及控温异常三种常见故障。采用零件内部杂质清洗、高纯度气源选用、对充气腔检漏补焊等措施,有助于解除启动时间长或不启动的故障;使用前采取制冷器多次开停机工作,将制冷器与探测器组件存储于干燥环境,提高制冷器的抗振性能等措施,有助于解除流量超差故障;降低阀针表面粗糙度,提高自调灵敏度,及在阀针或节流孔上开槽,有助于消除控温异常故障。上述措施的采用可使制冷器的启动、工作时间满足使用要求,且保持较高的控温稳定性。     

U型波纹管及相关结构环向屈曲的有限元分析(Ⅲ)--波纹管平面失稳的机理

波纹管无论是在内压还是在外压作用下都会发生环向屈曲或平面失稳,问题很复杂至今未得到妥善解决。本文首先指出了现行的有关“塑性铰”概念的某些不足之处,然后按文[8]的有限元法(考虑了屈曲前的弯曲和屈曲时载荷的转动并按线性化特征值问题处理)对波纹管的环向屈曲进行了计算,并与前人的有关实验进行了对比分析,在此基础上解释了波纹管平面失稳的原因和发展过程。     

旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法及在波纹管计算中的应用(Ⅰ)

为切实有效地计算波纹管,建立了旋转壳在子午面内整体弯曲几何非线性问题的摄动有限元法。以结构环向应变的均方根为摄动小参数,将有限元节点位移列式和节点力列式直接展开。通过摄动小参数将非线性有限元的载荷分级和迭代过程有机地统一起来,即载荷的分级是有约束的,每一级载荷增量和所对应的位移增量之间的关系是已知的,每一级的计算一步到位。为叙述方便并具实用性,将旋转壳用截锥壳单元进行离散。位移分量和载荷分量沿环向按Fourier级数展开,沿子午线用多项式插值,端面弯矩和横向力化成载荷分量离散到节点上。采用Sanders中小转角非线性几何方程和各向同性广义Hooke定律。对多层材料叠合而成的旋转壳按各层薄膜应变、弯曲应变、扭转应变相等的原则进行处理,该方法能方便有效地计算单层和多层波纹管整体纯弯曲、横向弯曲的几何非线性问题。并为有限元处理非线性问题提供了一条新途径。     

旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法及在波纹管计算中的应用(Ⅱ)

利用(Ⅰ)提出的旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法分析了波纹管在纯弯矩、横向力作用下的刚度和应力分布。首先,将其中的一阶摄动解(线性解)和作者曾经提出的中细环壳一般解、初参数积分解进行了比较,以及与他人的实验、有限元分析进行了比较,表明本法具有良好的精度和可靠性,且如(Ⅰ)所指出的那样,波纹管子午线曲率的突变不妨碍一般直线单元的应用。然后,讨论了波纹管的非线性特征,结果显示,波纹管的非线性效应主要来自其环板,而且环板愈宽非线性效应愈大,例如,C型波纹管相当于环板宽度为零的U型波纹管,因而其非线性效应几乎可以忽略不计。此外,在纯弯矩作用下,依线性解波纹管各个波的应力分布是相同的,而依非线解各个波的应力分布是不相同的,但对于常见的波纹管,在工程精度内线性解是有效的。     

BEPCⅡ高频屏蔽波纹管纵向耦合阻抗测量和数值计算

根据BEPCⅡ工程的需要, 在高能物理研究所搭建了阻抗测量平台, 对BEPCⅡ部分真空部件进行纵向耦合阻抗的测量. 测量平台基于同轴线方法, 使HP/Agilent 8720ES微波网络分析仪在频域进行测量. 在此平台上可以用TRL校准技术和等长比较件两种方法测量真空部件耦合阻抗. 本文介绍BEPCⅡ阻抗测量平台以及对高频屏蔽波纹管(bellows)的阻抗测量和数值计算结果, 并对测量结果和测量平台系统误差进行了分析.     

节流制冷器自调机构低温形变特性分析

微小型节流制冷器具有体积小、重量轻、可靠性高、启动速度快、冷端无运动部件等突出优势,在红外探测器、红外导引头以及其他电子器件冷却领域实现了大量应用。自调式节微型流制冷器特有的自调机构通过感应节流后温度变化来进行流量(制冷量)的调节,不仅能够有效利用有限的循环工质获得最大的制冷量,而且能够实现高的温度稳定性。为了实现对自调式微型节流制冷器自调机构形变的量化分析,指导自调机构波纹管选型,文中针对内充式自调机构充压波纹管建立了三维数值模型,采用变物性参数,分析了不同充注工质及不同波纹管材料下的低温条件形变特性。研究结果表明,所建立的数值分析模型预测结果与实际测量误差在5%以内,证实了模型的准确性。波纹管是自调机构发生形变的主要部件,除充注压力外,自调机构温度分布的不均匀,对于其形变特性也有一定影响。