增壓波紋管整體受力及損壞分析
案例概括
本項目根據(jù)客戶的要求,對增壓波紋管在工作過程中的不同外壓和壓縮量工況,考慮不同波片間隙量以及波片破損情況下的受力情況進(jìn)行分析,以尋找可能引起波紋管破損的關(guān)鍵部位和因素,為波紋管的設(shè)計和改進(jìn)提供依據(jù)。計算獲得各工況下波紋面和焊接部位的應(yīng)力以及裂縫張開量,并對波紋面配合間隙的影響進(jìn)行了量化,為波紋管設(shè)計和材料選擇提供量化依據(jù)。計算還預(yù)測了波紋管軸向剛度,與試驗結(jié)果相吻合。
項目挑戰(zhàn)
1.波紋管由65對(130片)波紋片交替重疊,通過端部焊菇焊接而成。模型以及內(nèi)部關(guān)系復(fù)雜。
2.如何建模:單元、規(guī)模控制。
3.波紋片之間的接觸與間隙如何模擬?
4.焊菇根部的裂紋如何模擬?
解決方案
1.波片很?。?.254mm),用殼單元,焊菇采用實體。
2.殼和實體的連接:MPC技術(shù)。
3.無裂紋情況考慮對稱性,取用小角度(3度)扇區(qū)模型。
4.有裂紋情況:取用足夠大的局部(45度、10對波片),子模型加載。
5.波片之間的接觸:間隙接觸技術(shù)。
6.裂紋模擬:預(yù)設(shè)裂紋模型。
7.大變形非線性分析。
用戶價值
1.為波紋管設(shè)計和材料選擇提供了量化依據(jù)。
2.各工況下波紋面和焊接部位的應(yīng)力。
3.焊接部位是關(guān)鍵。
4.波紋面的配合間隙對應(yīng)力的影響:間隙過大不利,適當(dāng)間隙有利。
5.裂縫的影響以及裂縫張開量。
6.準(zhǔn)確預(yù)測了軸向剛度。