金属波纹管力学性能的研究方法

 　　金属波纹管是波纹管的主要品种之一，在机械密封中有着广泛的应用。它是采用精密技术，把多个由薄板冲制的环形膜片，沿其内外边缘交替而成的带横向波纹的管状壳体，具有精度高、位移补偿能力大以及使用寿命长等优点。

　　金属波纹管作为弹性密封元件，其静力学性能、动力学性能的优劣将直接影响机械密封端面的运行状况，很大程度上决定了机械密封的寿命。在进行波纹管的设计计算时首先要满足强度条件，即其最大应力不超过给定条件下的许用应力，因此有必要对波纹管的受力状况进行研究。

　　金属波纹管力学性能的研究方法主要有工程近似法、解析法和数值法。解析法是把波纹管看成由正负2个半圆环壳和圆环板组合而成，将其求解问题看成圆环壳与圆环板的求解问题，利用板壳线性理论，将有关弹性力学方程式带入边界条件和连续条件，通过联立求解，得到波纹管应力分布。

　　从EReissner轴对称壳方程出发，分别导出了FTolke、Ra.clark及VVNovozhilov的复变量方程，获得了细环壳和圆环壳的一般解，并利用上述轴对称圆环壳一般解，计算了半圆弧波纹管在轴向力作用下的变形及应力分布。提出了一个非线性方程组，给出了轴对称载荷下圆环壳非线性方程的数值解。

　　在前人研究的基础上，分析了机械密封用金属波纹管的实际工况，引用环壳线性理论和轴对称细环壳一般解的求解方法，确定了适合波纹管的边界条件和连续条件，利用Mat-lab编程求解方程，得到了波纹管内力分布，并利用有限元数值法进行了验证。

本文关键词: 金属波纹管力学性能,金属波纹管应力,金属波纹管性能分析