?金屬軟管計(jì)算方法及步驟

計(jì)算方法及步驟

長(zhǎng)度計(jì)算

軟管的長(zhǎng)度計(jì)算主要包括2 個(gè)步驟：軟管路徑確定和路徑長(zhǎng)度計(jì)算，基于材料力學(xué)原理，均勻軟管在兩端受約束后，其中心線形狀應(yīng)至少滿足2 階光滑連續(xù)；基于高等數(shù)學(xué)原理，已知曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)的坐標(biāo)和外切向矢量，可以惟一確定1 條3 次樣條曲線。

以提供的接頭端面圓心坐標(biāo)為軟管的起、終端面圓心坐標(biāo)，以接頭端面外矢量為軟管端面內(nèi)矢量，采用樣條曲線對(duì)軟管路徑進(jìn)行擬合。具體擬合方法為：

（1）以起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以起點(diǎn)－終點(diǎn)連線為對(duì)于按某一工況進(jìn)行樣條曲線擬合得到路徑的軟管，在其它位移補(bǔ)償工況時(shí)，軟管形狀必然發(fā)生改變，曲率半徑也發(fā)生改變。計(jì)算方法及步驟長(zhǎng)度計(jì)算軟管的長(zhǎng)度計(jì)算主要包括2個(gè)步驟：軟管路徑確定和路徑長(zhǎng)度計(jì)算，基于材料力學(xué)原理，均勻軟管在兩端受約束后，其中心線形狀應(yīng)至少滿足2階光滑連續(xù)。本文采用有限元法對(duì)其他工況下的變形進(jìn)行計(jì)算（如圖5 所示）。軟管分析建模采用了以下假設(shè)：

（1）相對(duì)于軟管管體，管接頭及相關(guān)組件剛性較大，假定在位移補(bǔ)償中，接頭端面只有平動(dòng)，而無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。

（2）軟管內(nèi)波紋管的波長(zhǎng)相對(duì)其長(zhǎng)度為小值，壁厚較薄，而網(wǎng)套沿長(zhǎng)度方向較為均一，假定軟管管體截面慣性距沿其長(zhǎng)度方向均勻分布。

具體實(shí)施步驟為：

（1）建立軟管在樣條曲線工況下的路徑曲線模型；

（2）采用管單元對(duì)路徑曲線進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑?

（3）輸入管截面尺寸參數(shù)和材料信息；

（4）一端進(jìn)行完全零位移約束，另一端按補(bǔ)償工況要求的位移值施加平動(dòng)位移，并約束轉(zhuǎn)動(dòng)位移；

（5）進(jìn)行幾何非線性求解。

金屬軟管必須正確安裝，其安裝長(zhǎng)度應(yīng)在最i大拉伸與壓縮長(zhǎng)度的中間位置。在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)，不需配用任何專用工具，就可以對(duì)接或拆開一組接頭。若安裝不當(dāng)，金屬軟管容易在不正常部位，即端部發(fā)生斷裂。金屬軟管起減振作用的部分為近發(fā)動(dòng)機(jī)端，約占整個(gè)軟管長(zhǎng)度的1/3，其他長(zhǎng)度區(qū)域則屬于補(bǔ)償安裝公差段。在使用過程中，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，內(nèi)扣接觸面有摩擦，且間隙內(nèi)容易積聚淤泥。久而久之會(huì)發(fā)生斷裂或被卡死，失去柔性伸縮的能力，不能有效吸收發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的振動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致其他部件損壞，甚至波及消聲器。因此，很有必要分析金屬軟管的失效機(jī)理。

補(bǔ)償管道位置

　　由于裝卸模具的需要，硫化機(jī)上的活動(dòng)缸將作向上和向下方向的運(yùn)動(dòng)。受金屬波紋管的結(jié)構(gòu)限制，金屬軟管不能過度彎曲和承受軸向載荷，在承受扭曲應(yīng)力或交變應(yīng)力時(shí)，壽命會(huì)大大縮短。紫銅蛇形管往復(fù)運(yùn)動(dòng)多次之后，就會(huì)發(fā)生疲勞斷裂，雖然修復(fù)后還可以繼續(xù)使用，但停車修復(fù)會(huì)造成時(shí)間損失。橡膠管雖然具有良好的柔軟特性，抗i疲勞能力也很強(qiáng)，但在承壓、耐溫、抗老化等方面又是薄弱環(huán)節(jié)，一般使用幾個(gè)月以后，也無(wú)法再繼續(xù)下去。金屬軟管良好的綜合性能在此得到充分地體現(xiàn)。在一般工業(yè)領(lǐng)域中，除壓力、溫度之外，還常常存在著一些如疲勞、腐蝕、振動(dòng)、壓迫、沖擊等苛刻的條件，在這樣的情況之下，用來(lái)補(bǔ)償管道的位置移動(dòng)是最i合適的了。