波纹管在角位移、横向位移下的几何非线性特征
时间:2012-12-04 09:02 作者:真人游戏下注app
波纹管 点击:次
turner-ford半圆弧波纹管实验模型B，分别受纯弯矩作用和横向力作用，用几何非线性摄动有限元法进行计算。
通过几个例子看看波纹管的几何非线性特征。
例1、turner-ford半圆弧波纹管实验模型B，分别受纯弯矩作用和横向力作用，用几何非线性摄动有限元法进行计算。
对于C形波纹管，子午向膜应力的非线性效应大，环向次之，弯曲应力几乎不受几何非线性效应的影响，此外。载荷与位移之间的非线性关系也不明显。因为从壳的几何非线性性关系看，弯曲应变关系式本身仍然是线性的，直接的非线性因素是曲率的改变对膜应变的影响。所以弯曲应应力没有直接的非线性效应，而壳曲率的变化程度将直接影响膜应变力的分布。例如，在正负圆弧的连接处，曲率发生突变，膜应力的变化为显著。并且，对于在子午面内整体弯曲的环壳，子午向的曲率变化大于环向，因此，子午向膜应力的非线性效应大于环向应力的非线性效应。还可以推断，由于对于C型波纹管，曲率的突变只是局部的，而局部的的非线性膜应变只产生较小的非线性应变能，因而对整个结构的应变能贡献不大，即对节点位移的影响不可能大，故弯曲应力的非线性效应不明显，载荷与位移之间的非线性关系也不明显。
例2、黎廷新等U型波纹管实验模型。在已知角位移作用下，应力分布同时列出了有限元线性解、非线性解，中细环壳一般解及实测值。载荷位移关系中也同时列出了多种解法的结果，以便比较。常见的U型波纹管，其环壳较细较刚，环板则较宽较柔。本例中环板的宽度大于1/4圆弧长，占结构的1/3强。因此，模型在变形过程中，有较大的区域曲率发生显著地变化，在几何关系中的非线性项不仅直接增加了膜应力的非线性效应，而且对于整个结构的节点位移开始起作用。故一般情况下，U型波纹管非线性效应大于C型波纹管非线性效应。尽管如此，由比较和常识可知，对于常规的波纹管，在实用的范围内，线性解仍可用。 相关动态
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