波紋管膨脹節(jié)的波數(shù)能無限增加嗎？

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波紋管膨脹節(jié)的波數(shù)能無限增加嗎，了解波紋補(bǔ)償器的人士都知道波紋補(bǔ)償器的波數(shù)是決定波紋補(bǔ)償器補(bǔ)償量的主要因數(shù)，那么有人就會(huì)問道波紋補(bǔ)償器的波數(shù)有限制嗎？最多可以做多少波，波紋補(bǔ)償器的補(bǔ)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(zhì)造成的，對(duì)于波紋補(bǔ)償器來說波紋管的數(shù)量是有一定限制的，一旦采用過多的波數(shù)，就會(huì)對(duì)補(bǔ)償器的應(yīng)用造成一定的損壞。

U形波紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)模擬分析對(duì)波紋管性能影響的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有壁厚、波紋半徑和波數(shù)，它們對(duì)波紋管的應(yīng)力分布和補(bǔ)償量起到重要影響。下面分別對(duì)它們進(jìn)行模擬分析。

3.1波紋管壁厚對(duì)強(qiáng)度和補(bǔ)償位移的影響在上面的模型的基礎(chǔ)上，在不改變其他參數(shù)，

只改變波紋管壁厚的大小對(duì)其進(jìn)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(guī)格。

經(jīng)過對(duì)不同波紋管壁厚進(jìn)行模擬分析，得到在六種壁厚下波紋管應(yīng)力強(qiáng)度的最大值和最小值。

如下圖5所示，發(fā)現(xiàn)顯然應(yīng)力強(qiáng)度與壁厚負(fù)相關(guān)，隨著壁厚的增加，最大應(yīng)力逐漸降低。

這與實(shí)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(bǔ)償器的強(qiáng)度，延長(zhǎng)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(bǔ)償位移會(huì)逐漸降低。

但是，波紋管壁厚不是越大越好，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致補(bǔ)償器太重和浪費(fèi)鋼材。

波紋半徑對(duì)應(yīng)力和補(bǔ)償位移的影響利用上面的模型，在不改變其他參數(shù)，選取20mm、18mm、16mm、14mm、12mm五個(gè)不同的波紋半徑對(duì)它們分別數(shù)值模擬分析，

得出不同半徑下波紋管的最大應(yīng)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(yīng)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(jié)伸縮量減少，波紋褶皺程度就小，軸向補(bǔ)償位移減少，但補(bǔ)償能力增強(qiáng)，其使用壽命就延長(zhǎng)。

3.3波數(shù)對(duì)應(yīng)力的影響選取分析模型的幾何參數(shù)與上面的準(zhǔn)則基準(zhǔn)值相同，波紋管的波數(shù)為變化量，

在材料的彈性范圍內(nèi)，對(duì)不同波數(shù)的情況進(jìn)行模擬分析，得出其應(yīng)力強(qiáng)度最大值和補(bǔ)償量與波數(shù)的變化關(guān)系。

通過關(guān)系圖可以得出隨著波數(shù)的增加，最大米塞斯應(yīng)力逐漸降低，補(bǔ)償位移增加。

原因是隨著波數(shù)的增加，更多的波節(jié)分擔(dān)了應(yīng)力。當(dāng)波數(shù)增加，波紋管長(zhǎng)度不變時(shí)，

每個(gè)波距降低，每個(gè)波節(jié)在受到軸向載荷時(shí)都會(huì)產(chǎn)生位移，使得總補(bǔ)償位移量增加。

但是補(bǔ)償位移的增加會(huì)導(dǎo)致不銹鋼波紋補(bǔ)償器褶皺加劇，容易引起破裂失效，因此，波數(shù)不能無限增加。

本文通過有限元分析方法，對(duì)U形波紋管的應(yīng)力分布和補(bǔ)償量進(jìn)行了研究分析，得到如下結(jié)論：

（1）在受到軸向載荷時(shí)，最大應(yīng)力出現(xiàn)在波紋管波峰和波谷處。

（2）對(duì)波紋管壁厚的分析中得出隨著壁厚的增加，最大應(yīng)力逐漸降低，延長(zhǎng)了使用壽命。隨著壁厚的增加，補(bǔ)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(yīng)力載荷。

（3）隨著波紋半徑的增加，最大應(yīng)力逐漸降低。軸向位移由于波紋半徑的增加，

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

（4）當(dāng)波數(shù)增加，不銹鋼補(bǔ)償器長(zhǎng)度不變時(shí)，每個(gè)波距降低，每個(gè)波節(jié)在受到軸向載荷時(shí)都會(huì)產(chǎn)生位移，使得總補(bǔ)償位移量增加。

但是，補(bǔ)償位移的增加會(huì)導(dǎo)致波紋管褶皺加劇，容易引起破裂失效，因此，波數(shù)不能無限增加。