發(fā)布時間：2017-03-23 11:17

  本文關(guān)鍵詞：波紋管擠壓成型的有限元分析及形狀優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波紋管是廣泛應(yīng)用于航空、機械、能源、船舶、運輸?shù)刃袠I(yè)的提供位移補償?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,對于振動、偏移、膨脹等各種工況都能進行良好的位移補償。本文的研究對象是擠壓成型波紋管,這種類型的波紋管制造簡單、綜合性能優(yōu)良,廣泛應(yīng)用于上述行業(yè)。本文首先對擠壓成型波紋管成型時和加載時的力學(xué)性能進行了有限元分析,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)對于波紋管成型后的殘余應(yīng)力具有較大影響。波紋管在實際使用中最常見的工作狀態(tài)就是受靜壓力,在受內(nèi)壓下的最大Mises應(yīng)力是評價波紋管綜合性能的重要指標(biāo)之一。本文通過對模具形狀優(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(美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)修訂版的部分簡化公式,并通過有限元分析對其中部分波紋管的計算公式進行了校核。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)置等問題。第四章分析了波紋管成型及加載過程。成形過程中重點考慮了多層接觸界面的接觸滑移問題、殘余應(yīng)力以及模具形狀對殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。加載分析中重點對比了成型過程波紋管的應(yīng)力狀態(tài)與消除殘余應(yīng)力后的鎧裝波紋管加載時的應(yīng)力分布,發(fā)現(xiàn)消除殘余應(yīng)力后鎧裝波紋管工作時的Mises最高應(yīng)力值及應(yīng)力分布區(qū)域明顯小于成型過程中的相關(guān)應(yīng)力。第五章運用了ABAQUS和lsight進行了聯(lián)合仿真及形狀優(yōu)化,考慮了模具形狀對于鎧裝波紋管靜壓狀態(tài)下最大Mises應(yīng)力的影響,給出了一組使靜壓狀態(tài)下Mises應(yīng)力最小的波紋管形狀參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：波紋管 成型 加載 形狀優(yōu)化 層間滑移
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG376;U175
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 波紋管介紹9-10
• 1.2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10-13
• 1.2.1 美國標(biāo)準(zhǔn)11
• 1.2.2 歐洲標(biāo)準(zhǔn)11-12
• 1.2.3 日本標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 1.2.4 中國標(biāo)準(zhǔn)13
• 1.3 波紋管應(yīng)用13-14
• 1.4 波紋管力學(xué)性能研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.1 單層波紋管力學(xué)研究14-15
• 1.4.2 多層波紋管力學(xué)研究15-16
• 1.5 本文研究內(nèi)容16-17
• 2 EJMA公式驗證17-23
• 2.1 EJMA的環(huán)向膜應(yīng)力計算的基本方法17-18
• 2.2 無加強環(huán)波紋管應(yīng)力的有限元分析18-20
• 2.3 有加強環(huán)波紋管應(yīng)力的有限元分析20-22
• 2.4 討論22
• 2.5 推論22-23
• 3 多層S型波紋管有限元建模23-28
• 3.1 有限元模型23-26
• 3.2 邊界條件26
• 3.3 接觸屬性26-27
• 3.4 網(wǎng)格劃分27-28
• 4 多層S型波紋管成型過程分析28-38
• 4.1 軸對稱模型有限元模擬28-33
• 4.2 模具形狀對波紋管成型的影響33-36
• 4.3 成型過程滑移分析36-37
• 4.4 小結(jié)37-38
• 5 波紋管形狀優(yōu)化38-52
• 5.1 優(yōu)化理論基礎(chǔ)38-42
• 5.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本概念38-39
• 5.1.2 優(yōu)化算法39-42
• 5.2 靜力分析42-44
• 5.3 lsight分析44-51
• 5.4 小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻53-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況56-57
• 致謝57-58

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本文編號：263606