| 波纹管在子午面内整体弯曲的半解析有限元法 |
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| 引用本文： | 陈春红,朱卫平.波纹管在子午面内整体弯曲的半解析有限元法[J].上海力学,2002,23(2):203-209. |
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| 作者姓名： | 陈春红 朱卫平 |
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| 作者单位： | 上海大学 上海市应用数学和力学研究所(陈春红)，上海大学 上海(朱卫平) |
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| 摘 要： | 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。
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| 关 键 词： | 半解析有限元法 波纹管 整体弯曲 子午面 壳体理论 |
| 修稿时间： | 2001年10月9日 |
A Semi-analytical Finite Element Method for Bellows Overall Bending in Meridian Plane |
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| CHEN Chun-hong,ZHU Wei-ping.A Semi-analytical Finite Element Method for Bellows Overall Bending in Meridian Plane[J].Chinese Quarterly Mechanics,2002,23(2):203-209. |
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| Authors: | CHEN Chun-hong ZHU Wei-ping |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | revolution shells bellows overall bending finite element method conical shell element |
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