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濟(jì)南永創(chuàng)測試技術(shù)有限公司
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前言：
通常人們認(rèn)為波紋管很少受到扭轉(zhuǎn)載荷的作用，所以對其研究較有限，但實(shí)際上，管道膨脹節(jié)不可避免地會受到扭轉(zhuǎn)力矩的作用，因此對波紋管在扭轉(zhuǎn)作用下的性能進(jìn)行研究是十分必要的。
由于波紋管的失穩(wěn)失效是包含彈塑性大變形等因素的復(fù)雜問題，對波紋管在扭轉(zhuǎn)載荷作用下的失穩(wěn)失效采用非線性有限元分析會得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果。本文在波紋管線性分析的基礎(chǔ)上，選用空間殼單元，建立了非線性模型，用ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算，把所得結(jié)果與線性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，并對波紋管在扭轉(zhuǎn)載荷作用下的失穩(wěn)問題作了分析研究。
波紋管隨波數(shù)變化的臨界失穩(wěn)扭矩和失穩(wěn)模式：
波數(shù) | 線性臨界扭矩N.m | 非線性臨界扭矩N.m |
1 | 220602 | 54658 |
3 | 123993 | 52463 |
5 | 72488 | 39791 |
8 | 47187 | 27737 |
12 | 37371 | 25012 |
結(jié)論：
1、各結(jié)構(gòu)參數(shù)對波紋管非線性失穩(wěn)扭矩的影響:隨波數(shù)的增加，非線性失穩(wěn)扭矩逐漸減小;厚度對失穩(wěn)扭矩的影響很大，隨厚度的增加非線性失穩(wěn)扭矩增大;隨波高增大，非線性失穩(wěn)扭矩有所減小;圓弧半徑的變化對非線性失穩(wěn)扭矩影響很小;隨波根外直徑的增大，非線性失穩(wěn)扭矩增加。根據(jù)己得出的波紋管各參數(shù)與臨界失穩(wěn)扭矩的關(guān)系曲線和數(shù)據(jù)，為今后提出波紋管的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)判據(jù)或公式提供了一定的參考和借鑒。
2、比較線性與非線性分析方法計(jì)算的結(jié)果數(shù)據(jù)，失穩(wěn)扭矩隨某參數(shù)改變，在兩種方法下其變化趨勢相同。因此，可以考慮使用一個安全系數(shù)n除線性計(jì)算結(jié)果來代替非線性計(jì)算值以節(jié)省計(jì)算時間。
3、弧長法可以模擬出波紋管達(dá)到*個臨界失穩(wěn)點(diǎn)后的后屈曲過程，得到的*階臨界載荷值小于前屈曲中二分法所得到的臨界值。后屈曲分析方法有助于加深對波紋管失穩(wěn)失效過程的認(rèn)識。
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