金屬波紋管剛度、穩定性的二次開發和波紋管的疲勞壽命分析

應用有限元法分析不同的工程背景的實際問題都可以歸結為離散有限元模型，通過給定載荷，定義初始、邊界條件，確定材料類型，分析求解，后處理出等一系列的步驟來進行有限元仿真。金屬波紋管作為一種彈性元件，它的結構特點基本相似，根據應用場合和工作方式不同，可以把工況分為幾大類：內壓、外壓、軸向位移、擺動等。對于有限元分析設計，如果逐一進行建模、分析、重復量相當大，有相當多的時間花費在建模過程中。波紋管一般的研制過程是“設計——有限元分析——修改設計——有限元分析”的過程，需要多次進行有限元模式的建立，影響研制效率。此外，采用參數化分析有利于金屬波紋管有限元分析設計的推廣應用。
波紋管的疲勞壽命分析
疲勞壽命仿真分析是建立在試驗基礎上的一門新興學科，由于影響結構疲勞性能的參數比較多，各個參數離散性也比較大，因此很長時間以來難以應用于工程實踐。但是近年來隨著疲勞理論的不斷完善，加之計算機輔助分析技術的日臻成熟，出現了有限元結構疲勞強度研究的方法，并且開始廣泛應用在實踐中金屬波紋管作為一個彈性、承壓零件，它的主要失效形式為疲勞破壞。波紋管的使用壽命在10萬次以內的，用初始裂紋法進行疲勞壽命分析；波紋管的使用壽命在10萬次以上的，用全壽命分析法進行疲勞壽命分析。影響金屬波紋管疲勞壽命的因素很多，其中_重要的因素有波紋管的幾何參數、成形時壁厚減薄、加工硬化、熱處理狀態、材料循環特性、工作條件等。