S型机械密封波纹管膜片组的计算刚度的研究

以DN100的S型波纹管膜片波形为研究背景,首先建立了由（5～25）组膜片组成的波纹管模型并进行了有限元分析,然后提取数值计算数据中的相关位移量和载荷条件详细分析了波纹管刚度与膜片组数之间的变化关系,最后用最小二乘法拟合建立了S型波纹管膜片的刚度计算公式.此外,另选DN55波纹管,用S型波纹管刚度计算公式法和有限元分析方法分别进行了刚度计算,通过对比分析计算结果,验证了提出的S型波纹管膜片的刚度计算公式的有效性,为波纹管刚度和强度设计提供了简化计算公式.

单圆弧波纹管膜片的非线性大变形分析

采用拟壳法把单圆弧波纹管膜片看作具有初始挠度圆环薄板的组合结构,用非线性大挠度弯曲理论对单圆弧膜片的非线性大变形进行了分析。选取膜片圆弧部分的最大变形处挠度为摄动参数,采用板壳理论的修正迭代法,对外周边固定内周边自由的单圆弧波纹管膜片进行了求解,由边界条件和连续性条件得到了精确度较高的二次解析解。通过波纹管膜片圆弧的矢高和波长绘制了圆弧最大挠度处的特征曲线,随着单弧膜片的矢量高度的增加,膜片的挠度非线性增大,随着单弧波纹管膜片的弧长变长,膜片的挠度非线性增加。

组合结构波纹管膜片非线性大挠度分析

采用连续化方法在非线性大挠度理论的基础上,对应用于干气密封系统中的扁圆锥壳-圆弧-圆环板组合结构波纹管膜片进行了非线性大变形理论分析,根据板壳理论的修正迭代法对其进行了数值计算,对外周边固定,内周边自由的组合结构波纹管膜片进行了求解,同时通过二次近似解分析波纹管扁圆锥壳部分不同倾斜角的斜边的波形在圆弧最大挠度处的膜片非线性承载能力,并且在同一波形的基础上分析了波深、圆弧半径等参数在圆弧最大挠度处的膜片承载能力.随着组合结构波纹管膜片倾斜角的增加,膜片的挠度非线性增大,随着组合结构波纹管膜片的矢高的增加,膜片的挠度非线性增大,随着组合结构波纹管膜片的圆弧波长变长,膜片的挠度非线性增大.

机械密封焊接金属波纹管膜片结构的有限元分析

在Linux操作平台下应用FAST_wmg有限元前后处理软件对机械密封焊接金属波纹管膜片建立了有限元模型并进行了非线性有限元分析.在同等条件下对焊接金属波纹管采用了S型膜片和V型膜片,并分别进行了有限元强度评价和对比分析.结果表明,两种膜片最大应力集中都在膜片两端周围发生.这与文献所叙述的波纹管的主要失效发生在膜片两端与焊谷接近的部位非常吻合,但是,在同样边界条件下,在同样位移量时S型膜片最大应力值比V型膜片最大应力值小,压缩量大.