不銹鋼金屬軟管是工程技術中重要的連接構件，由不銹鋼波紋柔性管、網(wǎng)套和接頭結合而成。在各種輸氣、輸液管路系統(tǒng)。以及長度、溫度、位置和角度補償系統(tǒng)中作為補償元件、密封元件、連接元件以及減震元件，應用于航空航天、石油化工、礦山電子、機械造船、醫(yī)療衛(wèi)生、輕紡電子、能源建筑等各領域。
隨著金屬軟管應用的推廣，對其進行力學性能分析，了解其工作機理，被提上了重要日程。本文在對帶過渡波金屬軟管結構和材料特性研究的基礎上，結合非線性有限元理論，在 ANSYS 有限元分析軟件平臺上利用 APDL 語言，建立了參數(shù)化的帶過渡波金屬軟管靜力學有限元模型和動力學有限元模型，通過對有限元分析計算與試驗分析比較相結合，對金屬軟管的靜力學性能和動力學性能進行了詳盡的分析，并分別研究了過渡波對金屬軟管中的波紋管和網(wǎng)套的影響，以及過渡波的主要幾何參數(shù)對波紋管和網(wǎng)套力學性能的影響，此外還研究了網(wǎng)套與波紋管之間的間隙對網(wǎng)套力學性能的影響以及網(wǎng)套受到拉伸變形時鋼絲的變形機理和波紋管與網(wǎng)套之間的作用機理。得到了一套帶過渡波金屬軟管靜動力特性分析和結構設計的專用分析軟件，為全面了解金屬軟管的力學性能、提高金屬軟管的設計質量以及拓寬金屬軟管的使用領域提供了理論依據(jù)。從研究中得到了以下創(chuàng)新性結論：1._提出了過渡波的有限元建模方法，使得金屬軟管的有限元模型更合理、準確。2．通過對金屬軟管靜力分析，找到了金屬軟管在承受拉伸、壓縮、彎曲、錯動變形時的_應力區(qū)，即危險區(qū)域，給工程設計人員對金屬軟管進行優(yōu)化設計提供了借鑒。3．在承受拉壓變形時，金屬軟管的_應力值出現(xiàn)在網(wǎng)套鋼絲的與過渡波耦合處。波紋管與網(wǎng)套相比，波紋管上的應力略小于網(wǎng)套的應力，故金屬軟管先行從網(wǎng)套開始破壞，隨著拉伸力的不斷增大，波紋管先從靠近過渡波處的整波的波谷處_先破壞，這一結論與試驗結論相符。通過對帶過渡波金屬軟管在受橫向彎曲和橫向錯動力的分析，找到了金屬軟管的_應力分布區(qū)域，以及應力分部規(guī)律，對于金屬軟管的生產(chǎn)設計提供了很好的借鑒。4．通過對帶過渡波金屬軟管的動力分析，找到了其應力_值出現(xiàn)的73時刻和應力_區(qū)域；并且計算出了金屬軟管的振頻和振型。帶過渡波金屬軟管在承受瞬態(tài)振動時，如果為一個過渡波，應力_值出現(xiàn)在兩端過渡波和整波波谷處，如果為兩個過渡波，_應力出現(xiàn)在_個過渡波和_個整波連接的波谷處，過渡波的存在使得波紋管的_應力出現(xiàn)處前移，可以_的保護端部連接部件。當金屬軟管承受振動沖擊時，網(wǎng)套_先破壞，而波紋管破壞處出現(xiàn)在端部_個整波或靠近整波的過渡波波谷處。這一結論與試驗相符。
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