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不锈钢波纹管静动力分析 |
| 不锈钢波纹管是一种带横向波纹的圆柱形薄壁弹性壳体，具有连接、补偿、转换和储能等多方面的功能，因此在化工、石油及仪表等领域得到了广泛的应用。随着不锈钢波纹管的广泛应用和特殊工程应用中出现的一系列问题，使得人们对不锈钢波纹管的静动力特性进行了深入和系统的研究，研究方法可以分为数值法、解析法和工程计算法。 数值法：分析不锈钢波纹管力学的数值法随着计算机和计算数学的发展而产生的，有有限差分法和有限元法等。有限元法发展到今天，已经成为工程数值分析的有力工具，在不锈钢波纹管的力学计算中得到了广泛的应用，有限元法较之解析法不受波纹管波形的限制。有限分析的时候，将不锈钢波纹管视为旋转薄壳结构，这种结构由于在几何上对称性急在厚度方向引入了壳体理论假设，使其本质成为一维单元，因此在很大程度上简化了整个分析过程。 解析法：将不锈钢波纹管看成两个半圆环壳与圆环板组合而成的，将动力分析求解过程看成了圆环壳与圆环板的求解问题。工业上的不锈钢波纹管，在一般弹性范围内可能达到很大的位移，呈现较强的非线性。根据这点特性，需要在很多可靠性要求比较高的管道系统中，仅用通用的工业设计公式来分析波纹管的力学特性是不够的，因此还需要对波纹管进行非线性的分析。 工程计算法的主要目的是寻求波纹管实用、简单的设计方法。一般采用曲梁模型或直梁对波纹管进行简单的处理，后采用应用材料力学的方法给出一些简单的设计公式和图表以供工程的使用。 |