波紋管擠壓成型的有限元分析及形狀優(yōu)化.pdf

1、波紋管是廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、能源、船舶、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的提供位移補(bǔ)償?shù)脑?，能夠抵抗各方向變形，具有良好的抗彎曲、抗拉伸、抗壓縮能力，對(duì)于振動(dòng)、偏移、膨脹等各種工況都能進(jìn)行良好的位移補(bǔ)償。本文的研究對(duì)象是擠壓成型波紋管，這種類型的波紋管制造簡(jiǎn)單、綜合性能優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于上述行業(yè)。
　　本文首先對(duì)擠壓成型波紋管成型時(shí)和加載時(shí)的力學(xué)性能進(jìn)行了有限元分析，分析結(jié)果表明波紋管模具的形狀（基本決定了成型后波紋管的形狀）對(duì)于波紋管成型后的殘余應(yīng)

2、力具有較大影響。波紋管在實(shí)際使用中最常見(jiàn)的工作狀態(tài)就是受靜壓力，在受內(nèi)壓下的最大Mises應(yīng)力是評(píng)價(jià)波紋管綜合性能的重要指標(biāo)之一。本文通過(guò)對(duì)模具形狀優(yōu)化，使波紋管在受靜壓狀態(tài)下的最大Mises應(yīng)力值最小，給出了一組較為理想的模具形狀參數(shù)，具有一定的工程借鑒意義。本文關(guān)于波紋管的有限元分析和形狀優(yōu)化使用了大型商用有限元軟件ABAQUS和多學(xué)科集成優(yōu)化分析系統(tǒng)Isight。
　　本文共分為五部分，內(nèi)容如下：
　　第一章概述了波紋

3、管的分類，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，應(yīng)用領(lǐng)域及研究的現(xiàn)狀。
　　第二章闡述了EJMA（美國(guó)膨脹節(jié)制造商協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)修訂版的部分簡(jiǎn)化公式，并通過(guò)有限元分析對(duì)其中部分波紋管的計(jì)算公式進(jìn)行了校核。
　　第三章介紹了多層波紋管力學(xué)分析的有限元模型建立過(guò)程，包括幾何建模，網(wǎng)格剖分，單元與材料選擇以及接觸條件設(shè)置等問(wèn)題。
　　第四章分析了波紋管成型及加載過(guò)程。成形過(guò)程中重點(diǎn)考慮了多層接觸界面的接觸滑移問(wèn)題、殘余應(yīng)力以及模具形狀對(duì)殘余應(yīng)力的影響規(guī)