?金屬軟管計算方法及步驟

計算方法及步驟

長度計算

軟管的長度計算主要包括2 個步驟：軟管路徑確定和路徑長度計算，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、終點的坐標(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，采用樣條曲線對軟管路徑進行擬合。具體擬合方法為：

（1）以起點為坐標(biāo)原點O，以起點－終點連線為對于按某一工況進行樣條曲線擬合得到路徑的軟管，在其它位移補償工況時，軟管形狀必然發(fā)生改變，曲率半徑也發(fā)生改變。計算方法及步驟長度計算軟管的長度計算主要包括2個步驟：軟管路徑確定和路徑長度計算，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其他工況下的變形進行計算（如圖5 所示）。軟管分析建模采用了以下假設(shè)：

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

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

具體實施步驟為：

（1）建立軟管在樣條曲線工況下的路徑曲線模型；

（2）采用管單元對路徑曲線進行單元劃分；

（3）輸入管截面尺寸參數(shù)和材料信息；

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

（5）進行幾何非線性求解。

金屬軟管必須正確安裝，其安裝長度應(yīng)在最i大拉伸與壓縮長度的中間位置。在幾秒鐘的時間內(nèi)，不需配用任何專用工具，就可以對接或拆開一組接頭。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)動機端，約占整個軟管長度的1/3，其他長度區(qū)域則屬于補償安裝公差段。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)動機傳來的振動，就會導(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理。

補償管道位置

　　由于裝卸模具的需要，硫化機上的活動缸將作向上和向下方向的運動。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，壽命會大大縮短。紫銅蛇形管往復(fù)運動多次之后，就會發(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)會造成時間損失。橡膠管雖然具有良好的柔軟特性，抗i疲勞能力也很強，但在承壓、耐溫、抗老化等方面又是薄弱環(huán)節(jié)，一般使用幾個月以后，也無法再繼續(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、壓迫、沖擊等苛刻的條件，在這樣的情況之下，用來補償管道的位置移動是最i合適的了。