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1.
用初参数法解C型波纹管在子午面内整体弯曲   总被引:8,自引:1,他引:7  
朱卫平 《上海力学》2000,21(3):311-315
波纹管是一种呈波纹状的管形薄壁结构,作为弹性敏感元件、密封元件和位移补偿器,在现代工业、国防和民用设备中的应用日益广泛.波纹管的计算,特别是在非轴对称受力和变形方面亟待完善.本文讨论了C型波纹管在子午面内整体弯曲的应力分布和端面角位移.从柔性圆环壳在子午面内整体弯曲的复变量方程出发,化边值问题为初值问题,用S.Gill法,得到了该波纹管的数值解,适用于0<α<1的范围.通过3个例子,将本文的数值解和已有的细环壳一般解(解析解)作了比较.结果表明,两者基本一致,并且,当环壳较细(α较小)时,两种计算结果更为接近.  相似文献
2.
波纹管在内压作用下柱失稳临界压力的计算   总被引:4,自引:0,他引:4  
讨论了波纹管在内压作用下的柱失稳问题,将波纹管等效成圆柱壳,证明了该柱壳在内压作用下失稳的临界压力与在轴向均布压力作用下失稳的临界压力相等,利用作者对波纹管整体弯曲问题的研究成果确定等效柱壳的抗弯刚度,给出了波纹管在内压作用下柱失稳临界压力的计算公式.由对前人实验的观察分析得出波纹管呈弹性柱失稳的条件为其长细比大于1,在此条件下本文的计算结果和前人的实验结果相一致.  相似文献
3.
非牛顿流体经波纹管流动的阻力特性   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文对Carreau流体经波纹管的蠕动流的阻力特性用差分方法作了数值求解。先施行坐标变换,提出一种保证周期性条件的混合迭代法,能较快得到问题的收敛解。流体的物质参数以及流动区域的几何参数对流动阻力特性的影响作了讨论,同时指出了直径均匀的毛管模型作为渗流模型的不足之处。  相似文献
4.
U型波纹管是现代管道系统中最常见的一种位移补偿器 ,它由环板和具有正、负Gauss曲率的半圆环壳组成 ,在管道所传输的介质的压力作用下会发生屈曲。其中环向屈曲最为复杂 ,精确的理论分析非常困难 ,有限元分析也不多见。作者在分析前人工作的基础上 ,以圆环壳段为单元 (特定的旋转壳段单元 ,能自动退化成环板单元 ) ,限于弹性范围和线性化特征值问题 ,对介质压力作用下U型波纹管及其相关结构 (圆环板、圆环壳、半圆环壳 )的环向屈曲问题进行了分析。考虑了结构屈曲前的弯曲 ,计及压力的二次势能 ,导出的应力刚度矩阵和载荷刚度矩阵是非对称的。全部工作分为三部分 :(Ⅰ )基本方程 ,环板的屈曲 ;(Ⅱ )圆环壳、半圆环壳的屈曲 ;(Ⅲ )波纹管平面失稳的机理。本文为第一部分 ,除推导公式外 ,对不同边界和不同内外径之比的环板在径向均匀压力作用下的环向屈曲进行了计算 (轴对称的径向屈曲作为特例得到 ) ,给出了前屈曲应力分布、临界载荷及相应的屈曲模态 ,并将临界压力的值与前人基于vonK偄rm偄n大挠度板的精确解进行了比较 ,吻合良好。  相似文献
5.
简化有限元方法的波纹管模态分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用简化方法对单层U型波纹管进行有限元模态分析。在长度,质量,对轴线转动惯量,体积,轴向弹簧比率以及周向弹簧比率不变的前提下,把波纹管简化成直壁薄管,用直壁薄管模型代替波纹管模型进行有限元模态计算。简化了计算模型,减少了计算量,提高了计算效率。本文给出了明确的等效直壁薄管的几何参数,物性参数的求解公式,改变了Broman人为设定直壁薄管厚度的方法,取得了更加准确的计算结果,使利用直壁薄管模型求解波纹管固有频率具有通用意义。进行了直壁薄管模型得到模态振型与波纹管模型得到模态振型之间的比较,认为直壁薄管模型可以求解波纹管的振型。  相似文献
6.
多波波纹管的自振频率   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文按质量均布假设,推导得到 v 形多波波纹管在不同端部条件下和内装不同物质情况下的轴向和横向自振频率公式,并且使用了7个试件作了实验,验证了公式较准确.公式可供工程上应用.  相似文献
7.
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。  相似文献
8.
陈春红  朱卫平 《上海力学》2002,23(2):203-209
波纹管是一类子午线呈波纹状的旋转壳,作为弹性敏感元件和柔性连接件在航空仪表和管道工程中起着重要的作用。长期以来基于壳体理论的分析多限于轴对称变形问题。最近,虽然出现了以柔性旋转壳理论为基础的解决波纹管整体弯曲问题的解析解和数值解,但仍有必要通过别的途径加以验证和补充。为些,本文提出了波纹管在子午面内整体弯曲的半解析有限元解。把波纹管近似成有限个截顶锥壳的组合体,每个截顶锥为一个单元。将位移分量沿纬线用Fourier级数展开,沿子午线用多项式插值,截锥单元因此化为2节点的直线单元,每节点为4个自由度。显然,对于同等的RAM和CPU,线单元可比其他单元划得更小。于是,利用小单元条件,将一个单元内的壁厚和平行圆半径近似地当作不变量,给出了用显式表示的单元刚度矩阵,为直观分析结构参数对波纹管力学性能的影响提供了方便。在此基础上,计算了Ω型,C型和U型波纹管在纯弯矩作用下的变形和应力分布,所得结果和已有的解析解,数值解相符。本法不限于波纹管的计算分析。  相似文献
9.
吕晨亮  叶庆泰 《实验力学》2006,21(3):376-380
波纹管是一种具有极高扭转刚度,但易于失稳的弹性薄壁壳体。由于波纹管通常在很小的扭转角度下就会发生失稳,限制了其在传递扭矩方面的用途。通过实验研究发现,波纹管扭转屈曲时其材料远未到达强度极限,使得材料的利用率较低。波纹管失稳以后依然可以在一定范围内承受增大的扭矩,其在弹性范围内的扭转角度远大于屈曲发生时的扭转角度。为提高波纹管在后屈曲阶段的承载能力,采用具有合适内径的刚性外套来约束其横向弯曲变形。通过实验研究与有限元分析相结合的方法,比较了后屈曲阶段外套在提高波纹管承载能力方面的作用,两者得到了一致的结论,外套约束对波纹管后屈曲阶段的承载增加作用明显。  相似文献
10.
根据现场实际,对储罐连接波纹管进行了几何非线性有限元分析。将波纹管视为旋转薄壳,基于Sanders小应变,中等转动薄壳理论,通过引入“伪载荷”而建立起一个形式简单,易于实施的迭代格式,并进行了数值求解。文末以50000m^3储罐-波纹管-管道系统为例,研究了波纹管危险点的等效应力随长度的变化规律,并由此给出一种波纹管安全运行长度的设计方法。  相似文献
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