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金属补偿器波纹管有限元分析
   发布时间:2020-10-08 点击次数:841
 金属补偿器波纹管有限元分析
由于当最壁厚是由波纹管截面惯性矩得到的,通常较厚,按外压圆筒校核得
到的波纹管外压临界失稳压力较高。
在实际应用过程中,对符合标准强度及外压稳定性要求的波纹管,当波纹管
仅承受外压时,其临界失稳压力均满足1.5倍设计压力加温度修正的要求;当过
纹管承受外压+拉伸位移的组合工况时,时有波纹管在出厂压力试验时或工作统
态下产生外压失稳的情况发生。
有限元分析
当波纹管采用薄壁多层结构且承受拉伸位移时,往往在压力远低于按当量
壁厚圆筒得到的外压失稳临界压力,波纹管就产生波峰塌陷,呈外压周向失稳
状态(见第九章图9-3),从各国外压稳定性校核公式可以看出,所有考虑因素
中均不包含拉伸位移的影响。外压波纹管从纵向剖面着,相当于一个拱梁,当
波纹管处于拉伸位移时,拱梁降低了拱高,其抗失稳的能力有所降低。出于外
压周向失稳是瞬间发生的,且一旦发生波峰塌陷,波纹材料将会产生皱裙,很
快就会泄漏,影响波纹管的安全使用。为了了解波纹管拉伸位移与外压稳定性
的关系,分别对承受外压、拉伸位移和外压+拉伸位移三种工况下的波纹管透
行了有限元分析。
波纹管承受外压载荷时的有限元分析结果如图4-8所示。由压力引起的周间
应力在波峰和波谷均为拉应力,在波纹侧壁的为压应力:由压力引起的子午向应
力在波峰和波谷均为拉应力,在波纹侧壁为压应力。压力引起的最大子午问应力
大于最大周向应力。

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