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《u型波纹管刚度计算及运用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期上海大学学报自然科学版,年月型波纹管刚度计算及运胡良上海大学波纹管研究中心提要本文给出了一类在仪表中广泛使用的弹性元件型波纹管的非线性刚度计算方—法及便于工程使用的估算表格制作方法将波纹管作为圆环壳和截头扁锥壳的组合结构在力学模,,型中通过引入压缩角和壁厚衰减率两个参数反映成形工艺的影响用摄动法给出了刚度的解析表达式计算结果与实验十分吻合有关讨论可供波纹管设计、制造参考关键词波纹管刚度摄动法中图法分类号,型波纹管是一类在仪表中广泛使用的弹性元件工程上需要对其刚度进行比较精确,,的计算在力学上归结为一种
2、特殊形状的变壁厚旋转壳的轴对称大挠度非线性变形问题如图所示由于工程需要及由形状复杂,几十年来,和非线性带来的困难该问题始终引起国内外力学界的兴趣〔‘,〕我国学者用摄动法为工具作出了很有特色的工作比们,钱伟长以其给出的轴对称圆环壳一般解为基础建立了波纹管的,摄动求解方法由于形状的周期性和对称性只要考虑半个波图文献〕对,于段用圆环板的大挠度摄动解图波纹管、分别用轴对称圆环壳一般解文献分析了环板的变壁、,,厚对刚度的影响本文将在此基础上考虑成形工艺引起的形状壁厚变化改进力学模型并给,出求解方法从而建立起一套可供工程
3、设计使用的计算方法力学模型本,文对文献「习的模型作三方面的改进,,由于成形工艺的原因型波纹管的段不可能是一条与中心轴垂直的直线即。,图中的角工程界称为压缩角物并般物因此本文中将段作为截头扁锥一一一收稿日期上海市年重点工业会战科技攻关项目资助胡限,男,讲师上海大学波纹管研究中心,上海市延长路号第期胡可良型波纹管刚度计算及运用不厂一一一工物、厂、。洲侧」⋯丫丁八一尺图型波纹管的组成,由于波纹管是由等厚圆柱壳型管坯压成的不可避免地造成了壁厚的不均匀般一,。,,在波谷处图中点最厚约等于管坯壁厚场‘从波谷到波峰逐渐变薄
4、尤其是段本文中引入壁厚分布,使变薄程函数描述锥壳的壁厚变化工艺过程的不同,口一,度也不同即函数受工艺因素的影响而变化有研究阵表明在双对数坐标中实测点成线性分布因此。‘佑。毛毛工程界常用衰减率本文中记为动刻划波纹管壁厚变化刀一通·,、,事实上包含了工艺及波纹管本身的几何尺寸两方面的因素设段等壁厚由以上两式易得‘一一,其中上式明确地区分出工艺因素劝及几何因素对衰减率的贡献就我国生,产工艺而言一般有务,,、,文献」中与环板的各级摄动解相连接的段圆环壳解都是线性的即只考虑了环板的大挠度非线性,而忽略了圆环壳的非线性变
5、形本文则计及了内、外圆环,用摄动法求解相壳中面法线的中小转动应的非线性方程按照诺沃日洛夫对非线性弹性理论的分类,,亦即小应变,闭大挠度即指转动角的平方是应变的同阶小量中小转动本文在此意义上克服了以前工作中对非线性处理的不一致,、综上所述本文采用这样的力学模型将段作为计及中面法线中小转动的等厚,,圆环壳段作为变壁厚截头扁锥壳用参数物和以或反映工艺的影响此模型比较接,又,近于实际不太复杂从而能用摄动法求解相应的控制方程控制方程及求解〔,」,我们从的旋转壳轴对称大挠度变形问题方程组出发分别导出变壁厚扁锥上海大学学报
6、自然科学版第卷壳、圆环壳轴对称大挠度变形问题的非线性方程组选取无量纲半波轴向相对位移为摄动参,,数导出各级线性的摄动方程再求得其通解最后利用、处的连接条件及摄动条件确定,「咦宁一一‘·,“十‘’通解中的待定常数记。“。召夕一巾一几麟。一甄。。比,少物脚,介一,一尸一苏今山沙、、芍月心岁式一一一一下勺,—‘一一一一︸一一〔丁一一一一一一其中是,,壁厚是杨氏模量是泊松比由方程组导出变壁厚截头扁锥壳轴对称图截头扁锥壳大挠度间题的控制方程气、尸。一牛胡十要「塑竺川一鱼牛军,一弃叭,二‘目上产卫少。··‘·。,、簇毛,
7、一竺宙悬」晶「争三一万户气物十育乙引进无量纲量万一’、一一,厂二一一一一一不不一不‘物一”‘二、。一沪一厂一一叫不虱井下卫一一一“甄月一矿丫尹厄丽尸二万万、‘一一不不卜丁丁一一一万芍二石甲下一宁下丁犷一产下万丁,罗下一下二,一一一了望一一丈人了几、尸少田尸田气尸乙尸乙夕一一一一一其中刀一一不犷一急一第期胡良型波纹管刚度计算及运用‘轴向集中力尸拉伸‘田一里些兰万。泣封闭充内压膨胀一‘、口‘口夕、轴向集中力尸拉伸吻封闭充内压膨胀一汀一‘一、口一一‘己一‘、一户·图乖性月外载荷取一随外载荷单调变化的无量纲小参数。作
8、为摄动参数,将所有与外载荷有关的量表示成,渐近展开式如、,声、丈一阶卿￡卜风,、产一哟,昏丫力,,代入控制方程组得各级无量纲摄动方程组之,一‘一·一’一·,,一‘一‘风一尸,巩一,户艺月少卜,⋯·〔。吻,一〕,,,、,、、。。二。一一‘‘‘易一一巩一“’“’’、凤一一青“’‘犷风从一‘““““创““一簇簇,,,⋯其中盛以一妇一︸‘‘、一刀付口一目一十六一布丁十州卜十,了、一一‘一‘‘口一十飞份艺,,
