金属波纹管常温疲劳寿命研究

发布时间:2017-09-07 16:51:34
 

  在EJMA标准中,其数据是基于成形态波纹管的试验数据,给出的是平均疲劳寿命,包含了尺寸偏差和应变集中的影响,但不包含设计系数,只适用于成形态波纹管。在ASME/ANSI.B31.3 Appendix X中,给出的是设计疲劳曲线,数据来源与EJMA标准的相同,但取其下限曲线,并对应力取1.25倍的系统,只适用于成形态波在纹管。在ASME.BPVC,Section Ⅷ,Div 1,Appendix BB中,其数据是基于成形态和热处理态波纹管的试验数据,并取其下限曲线,它包含了尺寸偏差和应变集中的影响,但不包含设计系数。ASME.BPVC,Section Ⅷ,Div 2,Appendix 6中,给出的是设计疲劳曲线,但曲线是基于光滑试件的试验数据,并对应力和循环数分别取2和20的系数。

  为了获得应力与金属波纹管疲劳寿命的关系,W.F.Anderson通过理论方法和试验对无加强形、加强形及Ω形波纹管进行了分析,从3种类型108个波纹管试验结果来看,不同压力对金属波纹管的疲劳寿命影响是不同的。另外,通过把计算的理论位移弯曲应力与理论压力弯曲应力和压力薄膜应力进行组合而获得总的理论应力,该理论应力与波纹管疲劳寿命之间的相关系数是0.87。

  M.Hamada等通过将旋转壳体的弹塑性分析应用于U形波纹管,对U形波纹管各种形状参数进行了弹塑性分析,分析结果用于修正波纹管设计的经验公式。同时,编辑通过将试验结果与理论分析相结合,提出了适合于估算低周疲劳寿命的设计公式。

  Subramanian(1994)基于疲劳寿命取决于材料的屈服强度而提出了用复合成形工艺,即液压成形后再滚压成形,来提高金属波纹管的疲劳寿命。对比试验的结果显示,复合成形波纹管的疲劳寿命约为液压成形的3倍。在此还提出了一种能比较准确地预测金属波纹管疲劳寿命的非破坏性试验方法。即对波纹管施加额定的总位移量,测出单个波纹吸取的位移量,按此单波位移量来计算应力范围,然后由所适用的疲劳曲线求得相应的疲劳寿命。

  鉴于大型金属波纹管全尺寸疲劳寿命试验在工程上实现的困难性,基于局部应力一应变预测构件疲劳寿命的理论,提出用光滑试板代替大型波纹管进行疲劳试验,并用试板的疲劳曲线预测波纹管的疲劳寿命。

 
 
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