U型波纹管是现代管道系统中最常见的一种位移补偿器,它由环板和具有正、负GaUss曲率的半圆环壳组成,在管道所传输的介质的压力作用下会发生屈曲.其中环向屈曲最为复杂,精确的理论分析非常困难,有限元分析也不多见.作者在分析前人工作的基础上,以圆环壳段为单元(特定的旋转壳段单元,能自动退化成环板单元),限于弹性范围和线性化特征值问题,对介质压力作用下U型波纹管及其相关结构(圆环板、圆环壳、半圆环壳)的环向屈曲问题进行了分析.考虑了结构屈曲前的弯曲,计及压力的二次势能,导出的应力刚度矩阵和载荷刚度矩阵是非对称的.全部工作分为三部分:(Ⅰ) 基本方程,环板的屈曲;(Ⅱ) 圆环壳、半圆环壳的屈曲;(Ⅲ) 波纹管平面失稳的机理.本文为第一部分,除推导公式外,对不同边界和不同内外径之比的环板在径向均匀压力作用下的环向屈曲进行了...

U型波纹管是常用的管道连接和补偿装置,波纹管的结构设计对其声学传递特性具有重要影响。采用声学有限元法建立了波纹管的数值计算模型,计算了不同结构参数下波纹管的声学传递损失,得到了结构参数对波纹管声学传递损失的影响规律。基于有限元仿真结果,建立了波纹管传递损失峰值频带上、下限频率计算的数学模型。设计加工了一个波纹管试件,采用两负载实验法测试了其声学传递损失,并将实验结果与有限元仿真结果进行了对比。结果表明：U型波纹管的声学传递损失具有典型的带阻滤波特性;波高、波宽及内径是影响波纹管传递损失峰值频带上、下限频率的最主要因素;波纹管传递损失峰值频带上、下限频率数学模型的计算结果与有限元仿真结果的误差在±3.0%以内;波纹管声学传递损失的实验结果与仿真结果基本吻合,验证了波纹管声学有限元...

为保障核二级波纹管截止阀的高安全可靠性,波纹管元件需实现阀杆密封处的零泄漏,其结构强度及疲劳寿命可靠性的研究就显得尤为重要。基于材料、结构及边界条件非线性理论,通过ANSYS Workbench有限元软件对核二级波纹管截止阀用U型波纹管在分别承受外压、拉压位移载荷及外压和拉压位移载荷共同作用下波纹管结构强度及疲劳可靠性问题进行分析,分别研究了波纹管的间隙和拉压位移对波纹管结构强度和疲劳寿命的影响。结果表明:较小的层间距应力值相对较小,疲劳寿命更高;拉压位移载荷对疲劳寿命的影响较大,使用过程中要严格控制;通过研究阀用波纹管的强度及疲劳可靠性为截止阀用波纹管的制造和使用提供了参考。