波紋管的內(nèi)壓側(cè)壁鼓脹的研究

隨著波紋管補(bǔ)償器在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，在一些特殊的應(yīng)用場合，對其某些性能指標(biāo)提出了較高的要求，如果在波紋管總長固定下對軸向剛度有苛刻要求的場合，由于波紋管的單波軸向剛度與波高立方成反比，設(shè)計方案選為高波高、薄壁、多層結(jié)構(gòu)。試驗發(fā)現(xiàn)，對于直徑較大的高波高、薄壁、多層結(jié)構(gòu)波紋管承受壓力時會出現(xiàn)側(cè)壁鼓脹，側(cè)壁環(huán)板區(qū)域出現(xiàn)較大變形，中點撓度值較大。通過有限元應(yīng)力分析可知，側(cè)壁環(huán)板處為高應(yīng)力區(qū)，等效Mises應(yīng)力較大，_先出現(xiàn)屈服。同時波峰、波谷處于低應(yīng)力區(qū)，此后隨著壓力的逐漸增大屈服區(qū)域向波谷和波峰兩側(cè)擴(kuò)展。
側(cè)壁鼓脹是波紋補(bǔ)償器子午向剛度不足的典型表現(xiàn)，從強(qiáng)度角度講，波紋管產(chǎn)生側(cè)壁鼓脹形式的子午向屈服是由于子午向應(yīng)力過大所引起的。EJMA標(biāo)準(zhǔn)第九版在內(nèi)壓承壓章節(jié)中認(rèn)為，U形波紋截面較大的子午向應(yīng)力將會引起側(cè)壁鼓脹，_波紋形狀的變化都會引起側(cè)壁間隙的減小，降低波紋管位移補(bǔ)償能力，對疲勞壽命也有可能產(chǎn)生_的影響。顯然，嚴(yán)重的側(cè)壁鼓脹是不允許的，當(dāng)波紋管產(chǎn)生嚴(yán)重側(cè)壁鼓脹時，環(huán)板屈服區(qū)域大，變形量大，對波紋管位移補(bǔ)償和疲勞壽命有_的影響。