萬向鉸鏈型膨脹節(jié)主應力發(fā)生在底板銷孔處,剪應力在銷軸接觸處,對于萬向環(huán),剪應力在側板邊緣處。方形萬向環(huán)結構主要是彎曲變形,萬向環(huán)變形發(fā)生在銷軸孔附近。
萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的壓力推力由萬向環(huán)和鉸鏈板等結構件承擔,其中鉸鏈板(拉板)是通過銷軸與萬向環(huán)連接的。等效應力出現(xiàn)在銷軸和鉸鏈板接觸處;主應力出現(xiàn)在鉸鏈板與銷軸接觸處。鉸鏈板的剪應力出現(xiàn)在鉸鏈板與銷軸接觸處。 萬向鉸鏈型膨脹節(jié)是一種自約束型膨脹節(jié),由于其本身的結構件承擔了內壓推力,一旦其結構件發(fā)生斷裂,將對整個管系產生較嚴重的破壞。
依據(jù)鉸鏈型膨脹節(jié)的受力結構特征,認為鉸鏈型膨脹節(jié)的主要受力部件為波紋管、鉸鏈板、萬向環(huán)、馬鞍板、立板等。本文分別對其建立力學模型進行分析,并根據(jù)GB/T12777—2008中的校核公式進行校核。
萬向鉸鏈型膨脹節(jié)設計如下:波紋管為0.8*2,雙層結構,內徑2120mm。材料為0Cr18Ni10Ti(321),工作溫度120℃。有限元計算采用國內外通用大型結構分析軟件ANSYS14.0,工作載荷:角位移2°和外壓0.1MPa。
分析萬向環(huán)的受力情況,萬向環(huán)每邊通過銷軸與鉸鏈板鏈接,每個銷軸是由上下兩個板拉動。
萬向鉸鏈型膨脹節(jié)主應力發(fā)生在底板銷孔處,剪應力在銷軸接觸處,對于萬向環(huán),剪應力在側板邊緣處。方形萬向環(huán)結構主要是彎曲變形,萬向環(huán)變形發(fā)生在銷軸孔附近。
萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的壓力推力由萬向環(huán)和鉸鏈板等結構件承擔,其中鉸鏈板(拉板)是通過銷軸與萬向環(huán)連接的。等效應力出現(xiàn)在銷軸和鉸鏈板接觸處;主應力出現(xiàn)在鉸鏈板與銷軸接觸處。鉸鏈板的剪應力出現(xiàn)在鉸鏈板與銷軸接觸處。
本文以萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的有限元分析為例,以較為簡單可行的有限元分析技術對膨脹節(jié)的受力原件進行了數(shù)值分析,并與GB/T12777有關內容相結合來評定應力分析的結果,為膨脹節(jié)的有限元應力分析提供了較為實用的分析案例。