波纹管在扭转破坏载荷下的稳定性分析

前言：

通常人们认为波纹管很少受到扭转载荷的作用，所以对其研究较有限，但实际上，管道膨胀节不可避免地会受到扭转力矩的作用，因此对波纹管在扭转作用下的性能进行研究是十分必要的。

 由于波纹管的失稳失效是包含弹塑性大变形等因素的复杂问题，对波纹管在扭转载荷作用下的失稳失效采用非线性有限元分析会得到更为准确的结果。本文在波纹管线性分析的基础上，选用空间壳单元，建立了非线性模型，用ANSYS软件进行计算，把所得结果与线性计算结果进行比较，并对波纹管在扭转载荷作用下的失稳问题作了分析研究。

波纹管随波数变化的临界失稳扭矩和失稳模式：

结论：

1、各结构参数对波纹管非线性失稳扭矩的影响:随波数的增加，非线性失稳扭矩逐渐减小;厚度对失稳扭矩的影响很大，随厚度的增加非线性失稳扭矩增大;随波高增大，非线性失稳扭矩有所减小;圆弧半径的变化对非线性失稳扭矩影响很小;随波根外直径的增大，非线性失稳扭矩增加。根据己得出的波纹管各参数与临界失稳扭矩的关系曲线和数据，为今后提出波纹管的扭转失稳判据或公式提供了一定的参考和借鉴。

2、比较线性与非线性分析方法计算的结果数据，失稳扭矩随某参数改变，在两种方法下其变化趋势相同。因此，可以考虑使用一个安全系数n除线性计算结果来代替非线性计算值以节省计算时间。

3、弧长法可以模拟出波纹管达到*个临界失稳点后的后屈曲过程，得到的*阶临界载荷值小于前屈曲中二分法所得到的临界值。后屈曲分析方法有助于加深对波纹管失稳失效过程的认识。

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