金属波纹管刚度、稳定性的二次开发和波纹管的疲劳寿命分析

应用有限元法分析不同的工程背景的实际问题都可以归结为离散有限元模型，通过给定载荷，定义初始、边界条件，确定材料类型，分析求解，后处理出等一系列的步骤来进行有限元仿真。金属波纹管作为一种弹性元件，它的结构特点基本相似，根据应用场合和工作方式不同，可以把工况分为几大类：内压、外压、轴向位移、摆动等。对于有限元分析设计，如果逐一进行建模、分析、重复量相当大，有相当多的时间花费在建模过程中。波纹管一般的研制过程是“设计——有限元分析——修改设计——有限元分析”的过程，需要多次进行有限元模式的建立，影响研制效率。此外，采用参数化分析有利于金属波纹管有限元分析设计的推广应用。
波纹管的疲劳寿命分析
疲劳寿命仿真分析是建立在试验基础上的一门新兴学科，由于影响结构疲劳性能的参数比较多，各个参数离散性也比较大，因此很长时间以来难以应用于工程实践。但是近年来随着疲劳理论的不断完善，加之计算机辅助分析技术的日臻成熟，出现了有限元结构疲劳强度研究的方法，并且开始广泛应用在实践中金属波纹管作为一个弹性、承压零件，它的主要失效形式为疲劳破坏。波纹管的使用寿命在10万次以内的，用初始裂纹法进行疲劳寿命分析；波纹管的使用寿命在10万次以上的，用全寿命分析法进行疲劳寿命分析。影响金属波纹管疲劳寿命的因素很多，其中最重要的因素有波纹管的几何参数、成形时壁厚减薄、加工硬化、热处理状态、材料循环特性、工作条件等。