金属波纹管的设计计算方法
金属波纹管的设计需满足两方面要求,作为柔性元件能补偿热胀冷缩位移,同时作为承压元件应具有足够强度承受系统的内压(或外压)。U形波纹管基本结构由直边圆筒、环板和环壳组成,其受到载荷可分为压力载荷和位移载荷,结构和载荷因素决定了波纹管的强度设计复杂性。
目前波纹管设计方法可以分为解析法、工程近似法和数值模拟法3种:
(1)解析法是以薄壳理论为基础,建立波纹管的微分方程,求解应力和位移的解析解,其过程非常繁杂,实际材料力学公式进行计算。
(2)考虑到梁模型与实际情况之间的误差,现行国内外标准中采用对梁模型计算结果进行实验数据的修正方法,这种工程近似法具有一定的准确性,但因为是经验公式,有的应力计算结果偏于保守,同时由于实验数据有限,公式的适用性也受到一定限制。
(3)数值模拟方法一般采用三维有限元软件去进行计算。
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