干氣密封焊接金屬波紋管的動(dòng)態(tài)性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、干氣密封的應(yīng)用經(jīng)過40多年的發(fā)展，以其優(yōu)良的性能已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。為了提高干氣密封的密封效果，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了各種研究，但一般都是基于螺旋槽的研究，對(duì)其彈性元件(彈簧)研究的較少。焊接金屬波紋管不僅起著補(bǔ)償及緩沖因動(dòng)磨損、軸向串動(dòng)及振動(dòng)等原因產(chǎn)生的軸向位移，而且靠本身的彈力與密封介質(zhì)壓力一起對(duì)密封端面施加一定的比壓，以起到密封的作用。因此其代替了原有的彈性元件。本文運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)焊接金屬波紋管的動(dòng)態(tài)

2、性能進(jìn)行分析，來提高干氣密封的效果。
　　 首先，應(yīng)用PRO-E軟件分別對(duì)單圓弧、雙圓弧和三圓弧三種結(jié)構(gòu)類型的焊接金屬波紋管進(jìn)行建模，然后導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)行模態(tài)分析，分別得到它們的固有頻率和振型，通過分析比較得出，在幾何參數(shù)相同的情況下，單圓弧的固有頻率最大，雙圓弧的次之，三圓弧的最??；同時(shí)利用理論公式計(jì)算出波紋管的固有頻率，然后與利用模態(tài)分析計(jì)算出的固有頻率進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證了模態(tài)分析結(jié)果的可靠性，為波紋管的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析提

3、供了依據(jù)；
　　 其次，對(duì)三種類型的波紋管進(jìn)行了諧響應(yīng)分析，求出了響應(yīng)值(位移)-頻率曲線。通過分析得到，在相同的工況下，三圓弧波紋管的位移最小，是我們的最優(yōu)選擇。
　　 最后，采用模態(tài)疊加法對(duì)三種類型的波紋管進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，分別得出它們的位移時(shí)間曲線和應(yīng)力時(shí)間曲線。通過分析比較，在相同的工況下，雙圓弧的位移最小，三圓弧的次之，單圓弧的最大；對(duì)于應(yīng)力，三圓弧的最大，單圓弧和雙圓弧的相差不大。綜合考慮兩種因素雙圓弧波紋