有限元法分析轴向位移对波形膨胀节应力的影响

摘要

波形膨胀节的常规应力公式与实际吻合区间范围较窄，超过它的赋值区间，即会产生较大偏差。有限元方法克服了这一局限性，其理论基础是应力矩阵等于单元内的弹性系数矩阵和应变矩阵的乘积。如果有限元网格过大，虽然对平面均布应力分析的影响不大，但是它不能正确分析平面非均匀应力和曲面的弯曲应力，往往会产生很大的偏差。其整体刚度存储程序反映了有限单元的连接原理。通过对波形膨胀节的有限元分析，可以看出，由于位移产生的弯曲应力往往大于单纯由内压引起的薄膜应力。在拉伸变形情况下，最大应力发生在波峰的内侧；在压缩变形的情况下，最大应力发生在波谷的外侧。因此设计人员和制造厂家宜采用预应力的方式进行优化设计和制造。