多层U形波纹管轴向刚度等效厚度模型研究

将U形波纹管简化为曲杆模型,推导了波峰、波谷半径不相等情况下的轴向刚度经验公式。波纹管轴向刚度有限元值经验证可与其试验值等价后,分析了基于经验公式法与有限元方法计算多层波纹管结构轴向刚度的误差规律,通过引入刚度修正系数λ,给出了一种基于经验公式法的多层波纹管等效厚度计算方法,并在此基础上提出了一种基于等效厚度单层U波纹管有限元模型进行多层U形波纹管轴向刚度分析的方法。算例结果表明,文中计算方法与有限元计算结果一致性达到90%。

基于ANSYS Workbench的阀门用多层U型波纹管刚度与应力分析

目前用于提供预紧力的阀门用多层波纹管,其刚度及应力计算主要以EJMA标准为主,未考虑层间摩擦状态的改变对波纹管刚度的影响,导致波纹管刚度计算不准确。为此提出新的方法,用ANSYS Workbench间隙建模技术建立多层波纹管间隙有限元模型并通过模拟得到摩擦接触条件下的层间接触状态及波纹管刚度,通过层间间隙、滑动距离、摩擦应力及接触压力来描述层间接触状态,观察在轴向压缩载荷及高温下层间接触状态的改变对波纹管刚度的影响,得到层间接触状态对波纹管刚度的影响程度及波纹管刚度的变化趋势。将仿真结果与波纹管压缩试验的试验值、刚度的EJMA标准计算值及刚度的能量法计算值进行比较,验证常温及高温下,为阀门提供预紧力的波纹管的刚度计算方法。

考虑层间摩擦的多层波纹管轴向刚度非线性有限元分析

利用ANSYS程序接触有限元方法对4层U型波纹管轴向刚度的线性和非线性特性进行了研究。首先建立了轴对称弹性单元(solid element)与接触单元组合的有限元模型,然后计算得到了该多层波纹管的刚度特性,尤其是在压缩时的非线性刚度,并且讨论了不同层间接触摩擦状态的影响,分析说明了多层间接触摩擦使波纹管轴向刚度具有非线性特征的机理。