數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于波紋管設(shè)計(jì)
波紋管設(shè)計(jì)需滿足兩方面要求，作為柔性元件能補(bǔ)償熱脹冷縮位移，同時(shí)作為承壓元件應(yīng)具有足夠強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)復(fù)雜性。目前波紋管設(shè)計(jì)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(shí)際設(shè)計(jì)中難以采用。為了設(shè)計(jì)計(jì)算簡便，工程近似方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(jìn)行計(jì)算?？紤]到梁模型與實(shí)際情況之間的誤差，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中采用對梁模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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?yàn)槭墙?jīng)驗(yàn)方式，有的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果偏于保守，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有限，公式的適用性也受到限制。
近年來計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)發(fā)展，為數(shù)值模擬方法在工程應(yīng)用中創(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(jì)算提供了強(qiáng)有力的工具。為了克服上述工程近似方法的局限性，本文將著重討論數(shù)值模擬方法在波紋管強(qiáng)度校核、疲勞壽命分析和剛度計(jì)算中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)波紋管加設(shè)計(jì)。
