基于ABAQUS软件的非线性分析方法,构建了金属波纹管的成形过程和使用过程的力学模型。根据金属管材内高压成形的特点,分析了在特定的内压加载路径和补料相对位移路径条件下成形各阶段的坯料Mises应力分布,描述了内高压成形中存在的加工硬化、坯料减薄、工件回弹、残余应力等工艺特点,并通过ABAQUS软件的预定义场的设置将成形过程中存在的残余应力场和应变场全部加载到使用工况的分析中。在使用工况分析里重新设置边界条件,分析了在介质外压情况下波纹管从拉伸到压缩整个循环的Mises应力分布。使用ABAQUS/FE-SAFE模块,分析了在给定的位移加载序列情况下波纹管的疲劳寿命。研究结果表明,在金属波纹管成形后不做强化或者热处理的前提下,要将预定义场作为一个先决条件加在工件边界条件的设定之前,从分析结果来看,先期成形阶段的残余应力和...

采用液压胀形工艺加工成形后的金属波纹管具有厚度均匀、疲劳强度高、回弹少、表面光洁度高、尺寸精度高等优点,同时节省了材料。介绍了金属波纹管液压胀形工艺的加工过程和成形特点,阐述了电辅助成形技术用于金属波纹管加工应用原理,分析了金属波纹管液压成形质量的影响因素以及常见的成形缺陷,总结了金属波纹管液压胀形工艺在生产工艺方面的研究进展。利用有限元分析方法研究金属波纹管变形过程,可以对金属波纹管液压胀形工艺参数进行优化,并预测可能产生的制造缺陷。

应用ANSYS Workbench（AWE）软件的Fatigue Tool工具箱和S—N曲线，分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderbe曙直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法，对S型波纹管进行疲劳寿命分析，得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命，从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证：有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命，精度也大大高于经验公式，同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。

应用有限元法、试验、数理统计等综合分析方法，对金属波纹管低周疲劳寿命及其可靠性进行研究和探讨。通过波纹管材料疲劳寿命试验、软件仿真分析、产品疲劳寿命试验及相关数据研究，金属波纹管的疲劳寿命呈威布尔分布规律，其寿命分散度也较大。在实际产品设计时将有限元仿真分析、工程设计和试验有机地结合在一起，研究波纹管的可靠寿命和安全系数，能够提高设计精度和可靠性。

金属波纹管是一种薄壁、可折叠伸缩的管状密闭元器件,在外在压力作用下能产生轴向位移,在设计和使用过程中,密封性和使用寿命是其重要的技术指标。传统的金属波纹管疲劳试验机是单波纹管抗疲劳测试,只能测试一种型号的波纹管,测试效率相对较低。通过改进气动盘结构和气动系统,研制了一种多工位可调节测试位移和压力的金属波纹管疲劳试验机,大大提升了波纹管疲劳测试的检测范围和效率。

本文提出机械密封结构改进措施,改进后密封的运行周期得到延长,保证了装置长周期安全运转。

微动开关是一种使用微小的力度和行程就可实现动作转换的机械开关,在航天、航空、舰船、兵器等军事领域应用广泛,起着不可替代的作用。传统微动开关通常为非密封或水密封类型,密封通常采用橡胶密封圈结构,其耐温性、耐环境性能较差,最高仅能满足125℃的高温要求。传统微动开关不具备耐高温、耐腐蚀、防爆、气密封功能,因而不适用于一些高温、高腐蚀性、可燃性、污染性的特殊环境中。鉴于此,介绍了一种金属波纹管密封结构,将其应用到传统的微动开关中,可使微动开关兼备密封、耐高温、耐盐雾功能。

针对导电密封环的设计需求,通过对密封环缩比件进行结构方案、弹性元件补偿能力、密封环导电性能、金属焊接波纹管制作、密封端面加工技术的分析研究及试验,解决了大尺寸导电柔性密封环的密封结构设计、弹性元件制作、密封环研制等关键技术,试验结果表明,密封环缩比件在环境试验条件下满足高可靠、导电性、柔性、密封性等要求,并在此基础上成功研制出等尺寸导电柔性密封环。

【目的】解决金属波纹管在成形过程中容易出现的管材弯曲、褶皱、减薄甚至断裂等缺陷问题,满足高端制造领域对金属波纹管产品的质量要求。【方法】基于ABAQUS有限元分析软件,课题组建立了波纹管液压成形过程的有限元模型,对波纹管液压成形工艺进行了数值模拟,探讨了成形压力对波纹管成形过程的影响,同时分析了摩擦系数对波纹管的成形质量和产品合格率的影响。【结果】在波纹管的成形过程中,管壁两端处应力小、中间处应力大,且管材两端处在成形过程中都是压缩状态,中间处则是拉伸状态。摩擦系数越大,管壁与波纹凹槽贴合成形的压力越大,越容易产生断裂缺陷。【结论】该研究结果对实际生产具有指导意义,可为波纹管液压成形工艺的优化和产品质量的提高提供科学依据。

为提高气动伺服系统的行程与精度,设计了一种新型的使用金属波纹管作为单极驱动机构的气动伺服系统,并建立了新型气动伺服系统的动力学模型。所建模型采用传统的PID控制,通过MATLAB软件Simulink仿真研究了控制效果,所得仿真结果能较好的跟随输入信号。根据所建模型搭建试验平台,使用Lab VIEW作为上位机采集数据得到波形,所得试验结果与仿真结果基本一致,验证了仿真模型的有效性。