金屬波紋管的受力分析方法
金屬波紋管是一類子午線呈波紋狀的旋轉(zhuǎn)殼，在工作時通常需要承受與其相連的設(shè)備或壓力管道系統(tǒng)的壓力，根據(jù)不同系統(tǒng)的工作流程，金屬波紋管承受的壓力有內(nèi)壓、外壓或真空。
金屬波紋管雖然不屬于壓力容器范疇，但它需要在承受與設(shè)備或壓力管道相同的工作壓力的同時，還要吸收系統(tǒng)中由于熱脹冷縮引起的熱位移，而且由于形狀的性，金屬波紋管的應(yīng)力計算與設(shè)備與壓力管道的應(yīng)力計算有很大的不同。
U形金屬波紋管看起來似乎簡單，但從力學(xué)分析角度來看，它是由兩半環(huán)和環(huán)板組合而成，解析它有的困難。
解析方法就是以薄殼理論為基礎(chǔ)，要從金屬波紋管的殼體及板的微分方程出發(fā)，通過解析的方法尋求解答，這種求解方法比較困難和復(fù)雜。解析法是金屬波紋管應(yīng)力分析的力學(xué)基礎(chǔ)，許多簡便的方法也起源于此，但由于采用解析方法的具體解法比較繁雜，符號多、系數(shù)多，實用性較差，即使給出一些計算圖表，使用范圍也受到限制，在工程應(yīng)用中難以推廣使用。
數(shù)值方法隨著計算機的出現(xiàn)而廣泛地應(yīng)用。數(shù)值方法分有限差分法及有限元法。有限差分法是從數(shù)學(xué)角度來近似把連續(xù)函數(shù)離散化，從而將求未知的連續(xù)函數(shù)問題轉(zhuǎn)化成為求離散點上的未知函數(shù)值的問題，將微分方程終轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程組，然后求解。有限元法從物理角度來近似，將補償器本體進行離散化，分成若干個單元，同時也將外載荷（如內(nèi)壓）離散化，通過能量原理建立起以節(jié)點位移為基本未知量的代數(shù)方程組，通過求解節(jié)點位移進而可能求出應(yīng)變和應(yīng)力。
目前用的多的是有限元法，隨著計算機的普及應(yīng)用及有限元分析軟件的，使得具備基本力學(xué)知識的工程技術(shù)人員也能應(yīng)用有限元法進行應(yīng)力分析，有限元法已成為金屬波紋管應(yīng)力分析的主要方法之一。
有限元法可以一次算出各種工況下（如內(nèi)壓和變形）金屬波紋管的位移和應(yīng)力分布，可以詳細地了解金屬波紋管的應(yīng)力狀況，計算的結(jié)果較為準(zhǔn)確，但只能給出某一特定金屬波紋管的應(yīng)力分析狀況，不能給出通用的表達式，因此適用于進行分析與優(yōu)化設(shè)計。
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