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金属波纹管失稳问题的研究
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金属波纹管失稳问题的研究

作者:www.13663285197.com  来源:金属波纹管失稳  发表时间:2018-07-31  浏览:0

   金属波纹管是一类子午线呈波纹状的旋转壳,在管道系统中常用它作为位移补偿器,补偿管道由于热胀冷缩、地基不均匀沉降及安装误差等引起的位移。由于管道所传输的介质具有一定的压力,金属波纹管除了在两端受管道的位移作用外,还承受介质的压力。

  实践表明,金属波纹管产品不管是在内压作用下还是在外压作用下都存在屈曲问题。一般而言,在内压作用下,波数较多的金属波纹管屈曲时其轴线将偏离原有的平衡位置,类似于压杆的屈曲,称之为柱失稳(column squirm);而波数较少的金属波纹管屈曲时其轴线基本保持不变但波纹将沿环向呈波浪状,即横截面发生翘曲,称之为平面失稳(in-plane squirm)。

金属波纹管失稳问题的研究

  在外压作用下,不论波数多少,金属波纹管只发生平面失稳。由金属波纹管失稳所造成的损失有时是惨重的,例如,1974年美国Flixborough因金属波纹管失稳破坏死亡28人。

  迄今为止,对金属波纹管屈曲机理的认识、对失稳临界压力的计算远未达到令人满意的程度。关于金属波纹管在内压作用下的柱失稳问题,实用而简便的研究方法是采用“等效柱”模型,即将金属波纹管等效成柱壳,“等效柱”的横截面抗弯刚度、长度及支撑与金属波纹管的相等。

  Haringx首先通过实验发现圆柱壳在内压作用下柱失稳的临界压力等于其在轴向均布压力作用下柱失稳的临界压力,从而大大简化了计算。对此,Fligge用柱壳理论就两端简支的情况作了证明。多年来“等效柱”模型被众多的学者和工程师用来预测金属波纹管柱失稳的临界压力。

  但是,“等效柱”模型的关键在于对金属波纹管整体弯曲刚度的计算。事实上,金属波纹管的整体弯曲问题在理论一直未得到妥善解决,近年来我们对此作了较为深入细致的研究,取得了成果,为更精确地分析金属波纹管的柱失稳问题提供了有利条件。

  将金属波纹管按弯曲刚度相等的原则等效成柱壳计算其柱失稳临界压力是方便实用的圆柱壳在内压作用下柱失稳的临界压力与在轴向均布压力作用下柱失稳的临界压力相等是颇为有趣的现象,我们的证明有助于对金属波纹管失稳机制的理解。

本文关键词: 金属波纹管失稳,平面失稳,金属波纹管稳定性,金属波纹管损坏

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