负压或真空条件下Ω形波纹管的强度计算公式研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。EJMA标准提供了Ω形波纹管承受内压时的计算方法,但该标准明确说明受负压的Ω形波纹管不包含在标准中。目前国际上的其它波纹管膨胀节的设计标准和规范也均未涉及受负压的Ω形波纹管的计算。本文在之前的研究成果基础上对Ω形波纹管的强度计算公式进行了进一步的分析研究和改进,提出了受负压或真空的Ω形波纹管计算的建议,该建议已被EJMA标准采纳。

Ω形波纹管的非线性应力分析

为研究Ω形波纹管的强度特性,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,采用轴对称单元建立该波纹管的有限元模型。对同种规格、同种材料的单层单波Ω形与U形波纹管的应力进行对比分析,表明Ω形波纹管的耐压能力更强;分别在三种工况下研究Ω形波纹管的应力分布规律,表明在其结构不连续区存在明显的应力集中,且在厚度方向有应力梯度存在;探讨结构参数对Ω形波纹管耐压能力的影响,表明其耐压能力随圆环开口量和壁厚的增大以及筒体直边段长度的减小而增强。以上有限元分析结果与相关文献的研究结果一致。

精密Ω形丝的辊模孔型设计

在分析Ω形丝的形状特点、辊模孔型几何特性及金属在孔型内的变形复杂性的基础上,结合实践经验,采用五道次连续辊拉成形Ω形丝,其中前四道采用倒Y型三辊辊模拉拔成形,第五道次采用无芯两辊辊模拉拔成形。应用AutoCAD软件设计计算了各中间坯的几何形状(孔型形状);应用Pro/E软件设计了各道次的辊模三维装配图,实现了辊模的交互式设计,缩短了设计制造周期,为进行精密异型丝的孔型设计提供了理论指导。

Ω形密封环的应力分析

作为弹性密封元件,Ω形密封环广泛应用于高参数工况条件下,掌握其在工况下的应力 应变状况是Ω环设计的重要内容。采用非线性有限元法对Ω形密封环在内压以及内压 轴向载荷作用下的应力 应变分布进行了计算,计算结果表明在轴向载荷与内压共同作用下,Ω环内的最大应变值出现在环壳 圆弧段交界面或环圈 圆弧段交界面上。该研究结果为Ω形密封环的极限设计提供了依据。

川东褶皱山系“Ω形地貌”特征、成因和演化——以拟建华蓥山大峡谷地质公园为例

以华蓥山中段华蓥山大峡谷地质公园内的"Ω形地貌"为例,在野外调查和资料分析的基础上,借助DEM,运用地貌学相关理论,对川东褶皱山系"Ω形地貌"特征、成因和演化进行了探讨。研究表明:该地貌在平面上呈"Ω"字形,发育于特殊的地质背景下,特点是内腔宽大,隘口窄小;华蓥山老龙洞背斜、李子沿向斜,近北东向和北西向两组节理以及走向断层——涂家院子2#逆断层是"Ω形地貌"形成的构造背景;风化作用、流水侵蚀和溶蚀作用,是"Ω形地貌"主要外营力;"Ω形地貌"的形成过程分为6个阶段:前期(构造隆起为主的阶段)、幼年期(自由沟渠阶段)、青年期(断层发育后顺坡向形成横向断层谷)、壮年初期(形成"Ω形地貌"雏形)、壮年期("Ω形地貌"最终形成)、老年期。

多层多波Ω形波纹管液压成形的数值模拟

对某两层四波Ω形波纹管的液压成形过程进行了有限元数值模拟,分析各层管坯成形后的应力场和应变场分布以及波高方向鼓波高度和壁厚减薄率。结果发现,波纹管液压成形过程中,卸载前最大等效应力出现在大圆弧上,卸载后最大等效应力出现在大圆弧与小圆弧过渡处;波纹管在液压成形过程中,最大塑性变形出现在波峰上,最大塑性应变达27%;波纹管液压成形过程中壁厚减薄严重,波峰处可达17%以上。将模拟所得的波形参数与实际液压成形结果相对比,成形厚度、波高方向鼓波高度等参数的相对误差均小于5%,说明采用有限元法对Ω形波纹管液压成形进行数值模拟是有效、可信的。

复合材料Ω形加筋壁板细节加强技术概述

由于蒙皮和长桁的固化连接薄弱，蒙皮和长桁的分离会在低载荷下发生，进而会导致结构承载能力下降，不能很好地发挥加筋壁板结构的优势。因而需要对复合材料Ω形加筋壁板进行细节加强设计，提高加筋壁板的安全性和可靠性。

Ω形膨胀节的设计计算

本文论述了(?)形膨胀节内压应力、位移应力、柱状稳定、弹性刚度和疲劳寿命的计算方法以及内压应力和位移应力的有限元分析。

某铁路用ω形弹条疲劳断裂原因

铁路用的一种ω形弹条在疲劳试验过程中当载荷循环约300万次时发生断裂,通过化学成分分析、硬度测试、显微组织和断口形貌观察等方法,分析了弹条的断裂原因。结果表明:ω形弹条在疲劳试验过程中因弹条尾部跟端支点处承受的交变载荷相对较大,容易产生较大的应力集中,且该处存在腐蚀坑缺陷,从而促进了疲劳裂纹的萌生和发展,最终导致弹条疲劳断裂失效。

承受内压单层Ω形薄壁膨胀节的应力验证分析

Ω形膨胀节结构性能优良,但是由于其结构特点及薄板的尺寸效应,按无模液压成形技术工艺制作时其波形会不可避免地产生一定的椭圆度,对其使用性能产生一定的影响,该文对一单层薄壁膨胀节从解析解、有限元解以及应力实测等方面进行了应力分析,结果表明一致。

负压或真空下Ω形波子午向弯曲应力公式中系数K的研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。通过分析研究,提出了受负压或真空的Ω形波纹管的强度计算公式,并针对Ω形波纹管子午向弯曲应力公式中的修正系数K采用有限元的方法进行研究。为确保计算结果准确,专门制造了2台DN750和2台DN1400的Ω形波纹管进行试验验证有限元的模型及计算结果的准确性。根据Ω形波纹管不同的圆环半径比值rt/r和直径共建立了100个模型,并分成了2组,每组各50个模型,后又补充增加了5个DN3000的模型。根据以上计算结果,提供了系数K的数据及拟合曲线。

高压大直径Ω形膨胀节的优化设计

以单波补偿量与其成本之比最大为目标函数,运用工程优化理论中的复合形法对于Ω形膨胀节编制了一套通用性强、使用方便、准确度高的大型程序。对于一系列的高压条件下,大直径Ω形膨胀节进行了优化设计。使用此法设计的Ω形膨胀节比传统的手工方法设计的结果要优越得多。不但降低了生产成本,而且极大地提高了设计效率。

复合材料Ω形加筋壁板低速冲击渐进损伤及剩余强度分析

研究复合材料Ω形加筋壁板结构在不同能量及位置的低速冲击作用下的渐进损伤及其冲击后剩余强度具有重要意义。通过编写VUMAT子程序,将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型中并与文献中试验进行对照,进一步研究不同冲击位置及不同冲击能量对于模型冲击载荷、渐进损伤及剩余强度的影响。结果表明,在加强筋中央位置处冲击对结构剩余强度影响最大;相同冲击位置处,冲击能量越大,结构损伤越严重,剩余强度越小。这为复合材料Ω形加筋壁板的结构设计提供了参考。

不同铺层角度复合材料Ω形柱的吸能特性

复合材料Ω形柱在碰撞吸能和轻量化方面具有一定的应用潜力,为研究铺层角度和加载速率对复合材料Ω形柱吸能性能的影响,开展了碳纤维复合材料Ω形柱的轴向压缩实验,深入分析了其吸能评价指标及破坏机理。主要研究内容及结果如下:进行了3种铺层角度([0/90]3s、[0/45/90/-45]3和[±45]3s)Ω形柱的准静态和动态压缩实验研究。准静态加载时,[0/90]3s和[0/45/90/-45]3铺层角度试样均表现为渐进破坏,而[±45]3s铺层角度试样表现为非稳态破坏,破坏模式的不同导致其比吸能约为前2种铺层试样的1/2;动态加载时,3种铺层角度的Ω形柱均表现为渐进破坏,且比吸能较为接近。其中,[0/90]3s和[0/45/90/-45]3铺层角度Ω形柱在动态加载时的比吸能较准静态分别降低了29.70%和20.97%,而[±45]3s比吸能较准静态提高了46.10%,破坏模式的转变是其比吸能提高的主要原因。准静态加载时,铺层角度对Ω形柱比吸能有一定影响。而动态加载时,加载速率的影响占主导地位,铺层角度影响较小。

奥氏体不锈钢薄壁Ω形膨胀节无模液压成形工艺的关键技术

分析了按传统方法制作Ω形膨胀节的圆筒体时存在的问题,介绍了该类膨胀节的关键 制造工艺,以及解决所存在问题的方法。

流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力影响

为研究流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力的影响,分别采用有限单元法和有限体积法对该波纹管内的空气流动进行数值模拟,计算出不同空气流速作用下的压力载荷;将该压力载荷作用于波纹管内壁面上,采用有限单元法和有限体积法得出不同空气流速作用下Ω形波纹管的轴向刚度和最大等效应力。结果表明:Ω形波纹管的变形补偿能力随流速的增大呈增强趋势,承载能力随流速的增大呈减弱趋势,且2种数值模拟方法计算结果的相对误差小于8%。

负压或真空条件下Ω形波纹管的计算研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。EJMA标准提供了Ω形波纹管承受内压时的计算方法,但该标准明确说明受负压的Ω形波纹管不包含在标准中。目前国际上的其他波纹管膨胀节的设计标准和规范也均未涉及受负压的Ω形波纹管的计算。对此进行了分析研究并对部分结果通过有限元分析进行验证,提出了受负压或真空的Ω形波纹管的推荐计算方法。

椭圆截面Ω形膨胀节的应力分析

论述了椭圆截面Ω形膨胀节内压应力和位移应力的弹塑性有限元计算，并对其进行了试验验证和分析。

椭圆圆环Ω形波纹管的内压应力分析

对理想圆环与椭圆圆环的Ω形波纹管，在内压下产生的应力及其分布进行了计算，椭圆圆环波纹管的计算结果与试件实验结果基本符合。还分析了圆环椭圆度对波纹管应力的影响，为工程设计与应用提供了依据。

高参数条件下Ω形密封环的结构优化

Ω形密封环广泛应用于高温、高压及强腐蚀性等高参数环境。采用有限元法,对某氨合成塔Ω形密封环结构进行热应力分析,进一步采用全析因法,探讨Ω形密封环主要结构参数环壳内径R和厚度T对分析结构应力的影响,获得结构的较优解。分析结果表明,考虑温差条件的Ω环应力与结构参数R和T的变化规律与纯内压条件下Ω环应力变化规律存在显著差异,较大的环壳内径和较薄的环壳厚度下Ω形密封环热应力水平较低。研究结果为高参数条件下Ω形密封环设计提供参考。