壓力穩定性是金屬波紋管主要的性能指標之一,它是指金屬波紋管在壓力載荷或壓力,位移載荷同時作用下,突然間發生屈曲,波紋管失效,應用元法進行波紋管穩定性分析對于工程應用非常重要。波紋管的失穩是瞬態現象,在失穩前產生的是小位移,小應變,而失穩后則產生了大位移,大應變,一般用有限元法處理該穩定性問題的方法大致有兩種:一種是按特征值問題來求解失穩形態,另一種是通過追蹤失穩路徑來研究波紋管的失穩現象。
對于金屬波紋管的柱失穩,類似于壓桿穩定現象,中心軸發生偏移,在構件有限元模型時可以建立二分之一實體模型,按照實際工況,波紋管左端固支,右端約束軸向位移,內腔比例施加內壓,對稱面施加對稱約束。
列如:當內壓施加到7.2MPa時,波紋管中心軸幾乎沒有發生位移,尚未發生柱失穩,在內壓施加到7.3MPa時,波紋管發生明顯屈曲,因此,可以認為此時金屬波紋管產生柱失穩現象。
附圖表5種規格的金屬波紋管穩定性能分析值與試驗值對比表
序號
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產品規格(外徑×內徑×波紋長度)
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要求壓力(MPa)
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分析值
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試驗值
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符合率
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01
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Φ46×φ31×69
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2
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3.7
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4.0
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92.50%
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02
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Φ14×φ9.4×36
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6.4
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13.3
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10.9
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77.98%
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03
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Φ31.2×φ21.2×72
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/
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14.0
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11.0
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72.73%
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04
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Φ60×φ47.2×87
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2
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4.4
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5.5
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80.00
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05
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Φ35×φ25.1×38
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7.4
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7.6
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10.0
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76.02
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