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波纹管不同载荷下的应力

2021-11-10

  波纹管作为一种弹性元件,如果其大应力不超过许用应力,就能在给定条件下正常工作。许用应力可以通过上限应力除以安全系数得到。此时,根据波纹管的工作条件和技术要求,上限应力可以是屈服上限或弹性上限,波纹管不稳定时的临界应力,或疲劳上限等。在某些结构中,波纹管的应力可能超过其弹性上限。文献中已经研究了这种情况下的波纹管。

  在计算波纹管强度之前,需要知道波纹管壁面的应力是如何分布的。波纹管在各种载荷条件下的应力状态通过第3节中描述的数值方法进行分析。壁厚变化规律采用公式,其系数对应于机械液压波纹管的数据。可以看出,如果波纹管在集中力载荷或压力载荷下产生相同的位移,其应力分布特征和应力数值大致相同。在这两种情况下,经纱弯曲应力。可以计算出,周向弯曲应力。的分布与二的分布相似,但二的值约为前者的三分之一。在极端横截面上,关系式“N’at”是正确的。的大值出现在圆弧部分,而对于薄壁波纹管,它出现在环壳部分和平板之间的连接处。

  子午膜应力as0在所有点都很小;然而,周向薄膜应力通常在波纹的大横截面处达到大。这些定律不仅在自由位移的情况下是正确的,在波纹管承受轴对称载荷的其他情况下也是正确的。当波纹管被力或压力拉伸时,波纹管轴部分的近似变形。在两个环形零件中,由于轴截面曲率的减小,产生了经向弯曲应力Quo,内外表面各点的应力符号都表明了这一点。

  通常,大应力的位置在波峰或波谷,但狄果对这里研究的波纹管和许多其他不同载荷条件下的波纹管营地很感兴趣。应该进行的分析表明,危险点的位置是不固定的。根据波纹管的几何尺寸(特别是其厚度)和不同的载荷条件,其危险点可能出现在内外表面、波峰和波谷上,有时也可能出现在平板上。目前还无法指出危险点的位置与几何参数和荷载条件的严格关系。但可以说,如果波纹管在内压P和压缩力端口条件下拉伸,那么危险点出现在波峰内表面;当波纹管被压缩时,危险点通常出现在槽的外表面。同时改变O和P的符号,危险点的位置不变。


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