城镇燃气调压器膜片的疲劳寿命分析

摘要

cqvip:基于城镇燃气调压器膜片(以下简称膜片)试样进行力学性能实验,测定试样瞬时拉伸应力应变关系,确定门尼-里夫林(Mooney-Rivlin)模型作为试样的本构模型。通过实验获取试样的最大拉伸应力疲劳寿命曲线。建立膜片三维模型,借助ANSYS软件,利用门尼-里夫林模型,模拟得出膜片的等效应力云图;采用古德曼(Goodman)模型,对最大拉伸应力疲劳寿命曲线进行等寿命条件下的平均应力与最大拉伸应力修正,通过103333次燃气调压器的启、闭过程的循环模拟,预测3kPa和10kPa条件下膜片的易损位置及其疲劳寿命。循环模拟结果表明:压力载荷引起的膜片等效应力在波纹段处最大,膜片波纹段是膜片的主要易损部位。循环前、后,压力载荷为10kPa时的最大等效应力均是压力载荷为3kPa时的最大等效应力的1.4倍。在压力载荷为3kPa和10kPa条件下,循环后膜片所受最大等效应力均是循环前的最大等效应力的2.5倍。在压力载荷为3kPa条件下,膜片疲劳寿命为57066次;在压力载荷为10kPa条件下,膜片疲劳寿命为33004次。因此,从安全性考虑,取最不利工况,将该膜片在实际工程应用中的疲劳寿命确定为33004次,是设计寿命(30000次)的1.1倍。