波紋管擠壓成型的有限元分析及形狀優(yōu)化.pdf

1、波紋管是廣泛應(yīng)用于航空、機械、能源、船舶、運輸?shù)刃袠I(yè)的提供位移補償?shù)脑?，能夠抵抗各方向變形，具有良好的抗彎曲、抗拉伸、抗壓縮能力，對于振動、偏移、膨脹等各種工況都能進行良好的位移補償。本文的研究對象是擠壓成型波紋管，這種類型的波紋管制造簡單、綜合性能優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于上述行業(yè)。
　　本文首先對擠壓成型波紋管成型時和加載時的力學性能進行了有限元分析，分析結(jié)果表明波紋管模具的形狀（基本決定了成型后波紋管的形狀）對于波紋管成型后的殘余應(yīng)

2、力具有較大影響。波紋管在實際使用中最常見的工作狀態(tài)就是受靜壓力，在受內(nèi)壓下的最大Mises應(yīng)力是評價波紋管綜合性能的重要指標之一。本文通過對模具形狀優(yōu)化，使波紋管在受靜壓狀態(tài)下的最大Mises應(yīng)力值最小，給出了一組較為理想的模具形狀參數(shù)，具有一定的工程借鑒意義。本文關(guān)于波紋管的有限元分析和形狀優(yōu)化使用了大型商用有限元軟件ABAQUS和多學科集成優(yōu)化分析系統(tǒng)Isight。
　　本文共分為五部分，內(nèi)容如下：
　　第一章概述了波紋

3、管的分類，行業(yè)標準規(guī)范，應(yīng)用領(lǐng)域及研究的現(xiàn)狀。
　　第二章闡述了EJMA（美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會）標準修訂版的部分簡化公式，并通過有限元分析對其中部分波紋管的計算公式進行了校核。
　　第三章介紹了多層波紋管力學分析的有限元模型建立過程，包括幾何建模，網(wǎng)格剖分，單元與材料選擇以及接觸條件設(shè)置等問題。
　　第四章分析了波紋管成型及加載過程。成形過程中重點考慮了多層接觸界面的接觸滑移問題、殘余應(yīng)力以及模具形狀對殘余應(yīng)力的影響規(guī)