波紋管的內壓側壁鼓脹的研究

隨著波紋管補償器在各行業(yè)的廣泛應用，在一些特殊的應用場合，對其某些性能指標提出了較高的要求，如果在波紋管總長固定下對軸向剛度有苛刻要求的場合，由于波紋管的單波軸向剛度與波高立方成反比，設計方案選為高波高、薄壁、多層結構。試驗發(fā)現(xiàn)，對于直徑較大的高波高、薄壁、多層結構波紋管承受壓力時會出現(xiàn)側壁鼓脹，側壁環(huán)板區(qū)域出現(xiàn)較大變形，中點撓度值較大。通過有限元應力分析可知，側壁環(huán)板處為高應力區(qū)，等效Mises應力較大，_先出現(xiàn)屈服。同時波峰、波谷處于低應力區(qū)，此后隨著壓力的逐漸增大屈服區(qū)域向波谷和波峰兩側擴展。
側壁鼓脹是波紋補償器子午向剛度不足的典型表現(xiàn)，從強度角度講，波紋管產生側壁鼓脹形式的子午向屈服是由于子午向應力過大所引起的。EJMA標準第九版在內壓承壓章節(jié)中認為，U形波紋截面較大的子午向應力將會引起側壁鼓脹，_波紋形狀的變化都會引起側壁間隙的減小，降低波紋管位移補償能力，對疲勞壽命也有可能產生_的影響。顯然，嚴重的側壁鼓脹是不允許的，當波紋管產生嚴重側壁鼓脹時，環(huán)板屈服區(qū)域大，變形量大，對波紋管位移補償和疲勞壽命有_的影響。