焊接金属波纹管失弹机理研究-应力松弛

高温下,波纹膜片的应力松弛是造成波纹管失弹的主要原因。本文通过对焊接金属波纹管的受力分析,从金属材料普遍遵循的 Bailey-Norton定律导出了波纹管的弹力松弛方程。试验对比结果表明,该公式较好地反映了波纹管实际使用过程中的失弹情况,具有较好的应用性。

机械密封用焊接金属波纹管失弹试验装置的研制

设计了机械密封用焊接金属波纹管失弹试验装置,得到工况下波纹管弹力变化值,为波纹管的结构设计提供了数据依据。采用新研制的波纹管失弹试验装置,实现了在高温下对失弹试验数据的连续测量;在ANSYS Workbench中对主要受力零件进行了有限元分析,得出结论:本套试验装置中,波纹管的失弹现象完全由波纹膜片应力松弛产生,与其他零部件应力松弛无关,证明了所设计试验装置的科学性与可行性。

基于薄壳理论的焊接金属波纹管失弹机理研究

依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbench中对波纹管失弹进行有限元分析,将有限元分析结果与理论计算结果对比。研究结果表明,理论计算公式能较好地描述波纹管长期在高温下工作的失弹现象,有限元分析验证了采用弹性薄壳理论建立失弹方程的正确性,可为波纹管的可靠性研究提供依据。