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基于有限元方法分析U形金属波纹管膨胀节

摘要

波纹管膨胀节,是供热管道系统中重要的组成部件,它的作用是吸收压力、轴向力、横向力、弯矩以及温差等原因引起的位移,同时还作为隔振降噪元件用于管道系统的减振降噪.波纹管膨胀节由于具有良好的补偿能力、配管简单、占用空间小、不易泄漏等特点使其作为供热管网中的关键部件被广泛使用.然而,波纹管由于加工变形以及工作过程中形成的残余应力、工作应力以及装配应力都会导致补偿器使用寿命降低甚至发生失稳或开裂使其失效,对管道的安全运行产生很大影响.波纹管膨胀节结构参数是影响其寿命的重要因素.在本文中,作者首先采用有限元分析软件ABAQUS对普通U形金属波纹管膨胀节进行分析,得出U形金属波纹管膨胀节的应力最大处为波峰波谷处,也是膨胀节容易达到屈服极限的部位.作者对对金属U形波纹管的波纹半径、波纹管壁厚度和波数进行了分别分析,得出它们与金属波纹管的应力分布和补偿位移的关系.

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