焊接金屬波紋管密封性能受自身平衡直徑的影響,而平衡直徑與波紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。為了了解焊接金屬波紋管各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)平衡直徑的影響規(guī)律與影響程度,方便評(píng)估密封安全性,建立焊接金屬波紋管數(shù)學(xué)模型和三維模型;根據(jù)數(shù)學(xué)模型,得出理想狀態(tài)下焊接金屬波紋管平衡直徑表達(dá)式;在ANSYS workbench中改變波形、波厚、波數(shù)和波距,得出相應(yīng)參數(shù)下的平衡直徑數(shù)值,并分析不同參數(shù)對(duì)平衡直徑的影響。分析結(jié)果表明:其他參數(shù)不變時(shí),內(nèi)外壓作用下不同波形焊接金屬波紋管的平衡直徑隨壓力先快速增大,后增加趨勢(shì)逐漸減小;受內(nèi)壓工況下平衡直徑隨波厚的增大而減小,隨波數(shù)的增大而增大,隨波距的增大而減少,受外壓工況下平衡直徑隨波厚的增大而減小,隨波數(shù)的增大而增大,隨波距的增大而增大;受內(nèi)壓工況下各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)平衡直徑影響程度由大到小依次為波厚、波距、波數(shù)和波形,受外壓工況下各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)平衡直徑的影響程度由大到小依次為波厚、波形、波距和波數(shù)。 

【文章來(lái)源】：潤(rùn)滑與密封. 2020,45(08)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

波紋管受力幾何模型

抽取波紋管中任意一個(gè)波片截面進(jìn)行載荷分析,如圖2所示。假設(shè)在虛位移過(guò)程中,波紋管的內(nèi)外徑不變,并且忽略在系統(tǒng)中做虛功的內(nèi)力以及焊縫部位的彎曲應(yīng)力和膜片內(nèi)部的張應(yīng)力。整個(gè)過(guò)程波片產(chǎn)生角位移β和水平位移S。圖中H為波片有效高度。設(shè)p為介質(zhì)壓力,e為波片上任意一點(diǎn)水平方向的位移,取任意一點(diǎn),則該點(diǎn)介質(zhì)壓力所做虛功為e·pdh,在整個(gè)波片上所做的虛功為

波紋管在內(nèi)外壓作用下產(chǎn)生一定軸向位移,底部保持不動(dòng),此時(shí)波紋管承受介質(zhì)壓力產(chǎn)生軸向力。采用ANSYS workbench中的probe工具探測(cè)出上表面的Force Reaction,測(cè)得反作用力與軸向力相平衡(反作用力只用Y方向分量,X與Z向力的量級(jí)為10-3,可忽略),如圖3所示,根據(jù)反作用力即可根據(jù)公式(11)、(13)求得平衡直徑。計(jì)算的波紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)及材料屬性如表1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3626771