河北中浩機械為您剖析一下波紋補償器設(shè)計方法-河北中浩機械制造有限公司
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河北中浩機械為您剖析一下波紋補償器設(shè)計方法
波紋補償器的剛度是指產(chǎn)生單位位移所需要的作用力，單位為N/mm。剛度數(shù)值與波紋補償器上波紋管的壁厚、直徑、波高、波距、波數(shù)以及材料的彈性模量有關(guān)。
波紋補償器設(shè)計須滿足兩方面要求，作為柔性元件能補償熱脹冷縮位移，同時作為承壓元件應(yīng)具有足夠強度承受系統(tǒng)的內(nèi)壓（或外壓）。U形波紋管基本結(jié)構(gòu)由直邊圓筒、環(huán)板和環(huán)殼組成，其受到載荷可分為壓力載荷和位移載荷，結(jié)構(gòu)和載荷因素決定了波紋管的強度設(shè)計復(fù)雜性。目前波紋補償器設(shè)計方法可以分為解析法、工程近似法和數(shù)值模擬法3種。
解析法以薄殼理論為基礎(chǔ)，建立波紋管的微分方程，求解應(yīng)力和位移的解析解，其過程非常繁雜，實際設(shè)計中難以采用。
為了設(shè)計計算簡便，工程近似法將波紋管簡化為兩端固支的直梁或曲梁模型，采用材料力學(xué)公式進行計算。考慮到梁模型與實際情況之間的誤差，現(xiàn)行國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中采用對梁模型計算結(jié)果進行實驗數(shù)據(jù)的修正方法，這種工程近似法具有的準(zhǔn)確性，但因為是經(jīng)驗公式，有的應(yīng)力計算結(jié)果偏于保守，同時由于實驗數(shù)據(jù)有限，公式的適用性也受到的限制。
近年來計算機硬件技術(shù)飛速發(fā)展，為數(shù)值模擬方法在工程中應(yīng)用創(chuàng)造了硬件條件，三維有限元軟件廣泛應(yīng)用又為數(shù)值模擬計算提供了強有力的工具。為了克服上述工程近似法的局限性，數(shù)值模擬方法在波紋管強度校核、疲勞壽命分析和剛度計算中的應(yīng)用，使波紋補償器的設(shè)計。
波紋補償器的剛度是指產(chǎn)生單位位移所需要的作用力，單位為N/mm。剛度數(shù)值與波紋補償器上波紋管的壁厚、直徑、波高、波距、波數(shù)以及材料的彈性模量有關(guān)。
采用數(shù)值模擬方法，能根據(jù)波紋管實際幾何尺寸，建立三維計算模型，避免了簡單條狀梁模型誤差。同時，當(dāng)波紋補償器發(fā)生屈服后，在有限元計算過程中可以輸入材料實際的應(yīng)力—應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系，從而更加準(zhǔn)確地模擬發(fā)生塑性變形時波紋補償器載荷與位移變化情況，得到更加符合實際波紋管剛度數(shù)值。
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