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波紋涵管在國內的應用不足之處與缺陷

發(fā)表時(shí)間:2022-6-15   瀏覽次數:

波紋涵管.jpg

  雖然對波紋涵管設計研究已經(jīng)取得了長(cháng)足進(jìn)展,但還有許多內容有待進(jìn)一步深入研究。


  (1)在工程設計中,對于波紋管的軸向屈曲一般按整體抗彎剛度相等的原則將波紋管等效成Euler柱進(jìn)行計算;對于波紋管的環(huán)向屈曲則采用曲梁模型(一段帶剛度的子午線(xiàn)),按曲梁產(chǎn)生“塑性鉸”的條件確定環(huán)向屈曲的臨界壓力。除此之外未見(jiàn)有更精確的理論分析。迄今為止,對波紋管屈曲機理的


  認識、對失穩臨界壓力的計算遠未達到令人滿(mǎn)意的程度[14]。


  (2)多層波紋管層間接觸狀況較為復雜,用非線(xiàn)性有限元模擬其載荷—響應狀況尚有一定難度。深入研究多層波紋管層間接觸狀況,建立合理的非線(xiàn)性計算模型,并通過(guò)試驗驗證提出合理的設計方法是今后波紋管研究的重要內容之一[15~18]。


  (3)加強對內壓-軸向循環(huán)壓縮位移組合工況下波紋管平面穩定性試驗研究,并采用數值計算方法作深入探討,以建立適合于工程使用的判定方法,是今后波紋管平面穩定性研究的重要內容[19]。


  (4)雖然波紋管的靜動(dòng)力分析已有大量研究成果,但由于問(wèn)題的復雜性,對諸如石油儲運中廣泛出現的波紋管抗震分析及波紋管與內部流體動(dòng)力耦合等問(wèn)題,卻基本無(wú)人問(wèn)津。在高溫、高壓、腐蝕等特殊工況下,對波紋管的靜力特性、動(dòng)力特性問(wèn)題的研究,大多處于經(jīng)驗或試驗階段,理論成果較少;在高溫、低溫或隨機振動(dòng)環(huán)境下,波紋管的疲勞壽命問(wèn)題、應力腐蝕問(wèn)題也還在探討階段。


  (5)目前對波紋管的特征值分析,少量的研究也僅給出U型波紋管軸對稱(chēng)振動(dòng)的固有頻率,目前尚未見(jiàn)到對C型波紋管特征值分析的報道[20]。


  (6)波紋管主要起連接和補償作用,可以補償軸向、橫向、彎曲、角向位移等等,但有時(shí)會(huì )既需要它這種良好的位移補償作用,又需要承受一定量的扭矩,開(kāi)展對波紋管的扭轉失穩研究是非常必要的,國內這方面的理論研究和試驗資料均相當有限[21]。


  (7)目前國際上還沒(méi)有一套統一的波紋管設計標準,在現有的各個(gè)國家一些標準中,以下幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題都尚未解決[22]:設計溫度下成形態(tài)波紋管材料屈服強度取值;角位移和橫向位移對柱穩定性的影響;軸向壓縮位移對平面穩定性能的影響;軸向拉伸位移對耐壓強度性能的影響;最大應力幅值對疲勞性能的影響波紋管的廣泛應用促進(jìn)了其設計、制造技術(shù)的日臻成熟,波紋管的力學(xué)性能研究也從工程近似計算、解析法向有限元為主的數值計算發(fā)展。隨著(zhù)波紋管應用范圍的不斷擴大,新工程問(wèn)題(如波紋管抗震問(wèn)題)不斷出現,對復雜工況下的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性,雖已開(kāi)始了一些有益的探討,但仍有許多問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究


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