基于ANSYS的S型金屬波紋管的有限元分析.pdf

1、在機(jī)械密封結(jié)構(gòu)中焊接式波紋管作為一個(gè)極其重要的組件，它的各方面性能的好壞直接影響著整個(gè)密封裝置的工作性能。由于金屬波紋管可以處理高溫下輔助密封的問題，所以彈簧和輔助密封圈被金屬波紋管取代了。焊接金屬波紋管能起到密封作用的原因有以下兩點(diǎn)：一是焊接金屬波紋管可以緩沖和補(bǔ)償由軸向竄動(dòng)、動(dòng)磨損及振動(dòng)等因素引起的軸向位移；二是焊接金屬波紋管可以依靠自身的彈性力和密封中介質(zhì)的壓力共同作用于密封的端面施加一定量的比壓。通過了解國內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的密

2、封波紋管，其在工作時(shí)主要的失效形式是膜片的失彈、波紋管柱面的失穩(wěn)以及由于系統(tǒng)具有一定的振動(dòng)特性引起的共振和結(jié)構(gòu)形式遭到破壞。波紋管式機(jī)械密封的主要應(yīng)用場合為石油化工等重工業(yè)領(lǐng)域，一旦出現(xiàn)密封失效則會(huì)帶來嚴(yán)重的后果，威脅著生產(chǎn)人員的生命安全，對企業(yè)造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)對環(huán)境造成一定的污染。國內(nèi)外的專家和學(xué)者對波紋管的力學(xué)性能研究較多，在提高波紋管整體的各方面力學(xué)性能取得了很好的成果。但對于金屬波紋管外型進(jìn)行重新設(shè)計(jì)使其應(yīng)力分布情況更加合

3、理的研究幾乎沒有。
　　本文在 S型焊接金屬波紋管基礎(chǔ)上，在滿足其強(qiáng)度的同時(shí)對其結(jié)構(gòu)造型進(jìn)行改造，以 S型焊接金屬波紋管的膜片為研究對象，首先建立了不同膜片數(shù)量的幾何模型和有限元數(shù)值模型并根據(jù)工作條件給定了相關(guān)邊界條件，分析了它們的強(qiáng)度，研究了膜片數(shù)量與變形量和應(yīng)力之間的關(guān)系；其次利用經(jīng)驗(yàn)法和有限元計(jì)算法對比分析了其剛度值,分析了不同的尺寸參數(shù)對其剛度的影響；最后通過ANSYS Workbench對波紋管在兩種工況的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行分