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            波紋補償器疲勞壽命與其綜合應力

            [來源:www.madhusreedutta.com]    [日期:2015-09-25 09:17]    [熱度:]
              波紋補償器的補償量取決于其疲勞壽命,疲勞壽命越高,波紋管單波補償量越小。為了降低成本,提高單波補償量,有些補償器廠家將波紋管的許用疲勞壽命降得很低,這樣會導致由位移引起的波紋管子午向彎曲應力很大,綜合應力很高,大大降低了波紋管的穩定性。表1給出了無加強U形波紋管許用疲勞壽命與子午向綜合應力及單波補償量之間的關系。
              補償器的綜合應力與其耐壓強度由標準中給出的波紋管補償器平面穩定性和周向穩定性的計算方法和評定標準可以看出,二者反映的均為強度問題。當波紋管設計的許用壽命較低時,不僅其子午向綜合應力較高,環向應力也比較高,使波紋管局部很快進入塑性變形,導致波紋管失穩。
              對于內壓式波紋補償器,位移應力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸,再加上壓力應力,波紋管很快產生平面失穩。這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩壓力遠低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預變位狀態下,即波紋管位移量為許用值的1/2時,一個許用疲勞壽命為200次的波紋管,尚未達到其允許設計壓力時,已經產生平面失穩;許用疲勞壽命為1000次的波紋管,達到設計壓力時,波紋管處于平面穩定狀態,達到1.5倍設計壓力時,波紋管處于臨界失穩狀態;許用疲勞壽命為2000次的波紋管達到設計壓力1.5倍時,波紋管仍處于平面穩定狀態。
              從外壓波紋管縱向剖面看,相當于一個受壓力的拱梁,工作時波紋管處于拉伸狀態,相當于拱梁降低了拱高,其抗失穩的能力自然降低。當波紋管單波位移過大時,波紋平直部分傾斜,使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢,但波峰圓環直徑是確定的,為了協調變形,就會產生波峰塌陷,波紋管周向失穩。在國內外相應的標準中,關于位移對波紋管外壓周向穩定性的影響均未涉及,有待于深入探討。
              綜上所述,雖然至今為止在熱力管網的應用過程中尚未發現由疲勞而引起的破壞,但波紋管過低的設計疲勞壽命,將會導致災難性的后果。
              補償器位移與其柱穩定性 對于復式拉桿型和鉸鏈型補償器,橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實現的。當波紋管產生角變位時,波紋管凸出側承壓面積大于凹陷側承壓面積,導致補償器附加了一個橫向力,較之軸向型補償器更易產生柱失穩。顯然波紋管單波位移越大,補償器橫向位移越大,越易產生柱失穩。
            關鍵字:補償器,波紋補償器
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