小型自调式J-T制冷机波纹管刚度特性分析

自调式节流制冷器具有结构简单、响应速度快、稳定工作时间长等突出优势,在红外制导领域具有广泛的应用。镍基封闭充压波纹管作为自调式J-T节流制冷机的自调节机构的主要组成部分,其刚度特性对于实现稳定可靠自调过程非常重要。首先建立了自调式有限元模型,求解了波纹管刚度,进而将刚度的有限元求解结果与现有算法进行了对比分析。在此基础上,深入分析了环境温度、波纹管壁厚、波拱高度、倒角、波距等参数变化对波纹管刚度的影响,深入剖析了不同参数影响下,波纹管刚度变化规律。结果显示,有限元计算的刚度值与现有算法比起来更加准确。温度和波拱高度与刚度负相关,壁厚与刚度正相关,波纹倒角变化的影响可忽略。波距对刚度的影响并不稳定,波距在一定范围内变化时,刚度呈现先下降后上升的趋势。

Analysis on the stiffness characteristics of bellows used in a miniature self-regulated J-T cryocooler