金属波纹管膨胀节（压力）稳定性分析

金属波纹管膨胀节（压力）稳定性分析

压力稳定性是金属波纹管膨胀节的主要性能指标之一，它是指金属波纹管膨胀节在压力荷载或压力和位移荷载共同作用下突然发生屈曲和波纹管失效的现象，有限元方法在波纹管稳定性分析中的应用对工程应用具有重要意义。

金属波纹管膨胀节失稳是一种瞬态现象，在失稳前产生小位移和小应变，失稳后产生大位移和大应变，用有限元法求解这种稳定问题的一般方法有两种：一种是根据特征值问题求解失稳形式，另一种是通过跟踪失稳路径深受失稳前后的结构变化、应力和载荷分布，从而判断失稳现象。

对于金属波纹管膨胀节的柱不稳定性，与压杆稳定现象类似，中心轴发生位移，在有限元模型的建立中，可以建立1/2实体模型，根据实际工况，波纹管的左端固定，右端受轴向位移约束，内腔比例施加内压，对称面施加对称约束。

当内压为7.2mpa时，波纹管的中轴几乎没有位移，柱的不稳定也没有发生，当内压达到7.3MPa时，波纹管开始失去稳定性，当内压施加到8 mpa时，波纹管发生明显的屈曲，因此可以认为此时金属波纹管的膨胀节会造成柱的失稳。

金属波纹管膨胀节作为一种弹性承压部件，其主要失效形式是疲劳失效，当波纹管使用寿命小于100000次时，采用初始裂纹法分析波纹管的疲劳寿命，当波纹管使用寿命大于100000次时，用全寿命分析法分析其疲劳寿命，影响金属波纹管膨胀节疲劳寿命的因素很多，主要因素有波纹管几何参数、成形过程中壁厚变薄、加工硬化、热处理状态、材料循环特性、工作条件等。

用有限元法分析金属波纹管伸缩缝的疲劳寿命的一般步骤是用结构分析软件进行应力分析，然后将应力分析结构读入疲劳寿命分析软件。

金属波纹管膨胀节（压力）稳定性分析