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膨脹節(jié)的失穩(wěn)分析方法總結(jié)

有限元軟件一般提供兩種失穩(wěn)分析方法,即特征值屈曲分析和非線性屈曲分析。特征值法是彈性分析,不能用于出現(xiàn)塑性變形的結(jié)構(gòu)。由于膨脹節(jié)的柱失穩(wěn)和平面失穩(wěn)都可能在塑性狀態(tài)下發(fā)生,因此,本文采用了非線性屈曲分析,材質(zhì)模型為彈性理想塑性體。本節(jié)算例假設材料的彈性模量為2x10 Mpa、屈服應力為230Mpa。有限元軟件為ANSYS,采用Shell 51殼單元。進行非線性屈曲分析需要給波紋管膨脹節(jié)設置初始缺陷,使其成為非軸對稱體。初始缺陷可以是波紋局部材料不均勻或形狀不規(guī)整。造成失穩(wěn)的極限內(nèi)壓用弧長法計算。
1.柱失穩(wěn)
波紋補償器幾何參數(shù):內(nèi)徑150mm、波高25mm、波距25mm、壁厚0.5mm、10個波。用公式計算的極限內(nèi)壓為0.17Mpa(已加**系數(shù))。
2.平面失穩(wěn)
波紋補償器幾何參數(shù):內(nèi)徑300mm、波高30mm、波距30mm、壁厚0.8mm、4個波。用公式計算的極限內(nèi)壓為0.63Mpa(已加**系數(shù))。
3.小結(jié)

用非線性屈曲分析既可以得出柱失穩(wěn)又可以得出平面失穩(wěn),從側(cè)面說明這兩種失穩(wěn)機理相同,波紋補償器*終發(fā)生何種失穩(wěn)因波紋參數(shù)而定(主要是波數(shù))。

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