波紋管膨脹節的波數能無限增加嗎？

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-04-26 瀏覽次數：92

波紋管膨脹節的波數能無限增加嗎，了解波紋補償器的人士都知道波紋補償器的波數是決定波紋補償器補償量的主要因數，那么有人就會問道波紋補償器的波數有限制嗎？最多可以做多少波，波紋補償器的補償元件就是波紋管，為了保證波紋管良好的彈性，波紋管采用的是較薄的不銹鋼材質造成的，對于波紋補償器來說波紋管的數量是有一定限制的，一旦采用過多的波數，就會對補償器的應用造成一定的損壞。

U形波紋管結構參數模擬分析對波紋管性能影響的結構參數主要有壁厚、波紋半徑和波數，它們對波紋管的應力分布和補償量起到重要影響。下面分別對它們進行模擬分析。

3.1波紋管壁厚對強度和補償位移的影響在上面的模型的基礎上，在不改變其他參數，

只改變波紋管壁厚的大小對其進行模擬分析。選取壁厚1.6mm、2.0mm、2.5mm、2.8mm、3.2mm和4.0mm共六種規格。

經過對不同波紋管壁厚進行模擬分析，得到在六種壁厚下波紋管應力強度的最大值和最小值。

如下圖5所示，發現顯然應力強度與壁厚負相關，隨著壁厚的增加，最大應力逐漸降低。

這與實際情況一致，壁厚的增加使單位面積受到的壓力降低，提高了不銹鋼波紋補償器的強度，延長了使用壽命。

由于橫截面的增加使波紋管可以承受更大的載荷，所以隨著壁厚的增加，補償位移會逐漸降低。

但是，波紋管壁厚不是越大越好，因為會導致補償器太重和浪費鋼材。

波紋半徑對應力和補償位移的影響利用上面的模型，在不改變其他參數，選取20mm、18mm、16mm、14mm、12mm五個不同的波紋半徑對它們分別數值模擬分析，

得出不同半徑下波紋管的最大應力和軸向位移大小。通過表1可以看出，隨著波紋半徑的增加，最大應力逐漸降低。

隨著波紋半徑的增加，受到相同的載荷下波紋膨脹節伸縮量減少，波紋褶皺程度就小，軸向補償位移減少，但補償能力增強，其使用壽命就延長。

3.3波數對應力的影響選取分析模型的幾何參數與上面的準則基準值相同，波紋管的波數為變化量，

在材料的彈性范圍內，對不同波數的情況進行模擬分析，得出其應力強度最大值和補償量與波數的變化關系。

通過關系圖可以得出隨著波數的增加，最大米塞斯應力逐漸降低，補償位移增加。

原因是隨著波數的增加，更多的波節分擔了應力。當波數增加，波紋管長度不變時，

每個波距降低，每個波節在受到軸向載荷時都會產生位移，使得總補償位移量增加。

但是補償位移的增加會導致不銹鋼波紋補償器褶皺加劇，容易引起破裂失效，因此，波數不能無限增加。

本文通過有限元分析方法，對U形波紋管的應力分布和補償量進行了研究分析，得到如下結論：

（1）在受到軸向載荷時，最大應力出現在波紋管波峰和波谷處。

（2）對波紋管壁厚的分析中得出隨著壁厚的增加，最大應力逐漸降低，延長了使用壽命。隨著壁厚的增加，補償位移逐漸降低。

增加波紋管壁厚可以提高其抵抗由于溫度和裝配引起的軸向應力載荷。

（3）隨著波紋半徑的增加，最大應力逐漸降低。軸向位移由于波紋半徑的增加，

雖然軸向補償位移減少了，波紋褶皺程度就小，軸向補償位移減少，但補償能力增強，其使用壽命就延長。

（4）當波數增加，不銹鋼補償器長度不變時，每個波距降低，每個波節在受到軸向載荷時都會產生位移，使得總補償位移量增加。

但是，補償位移的增加會導致波紋管褶皺加劇，容易引起破裂失效，因此，波數不能無限增加。