軟管的計(jì)算方法及步驟

2018-11-15

　　長度計(jì)算

　　軟管的長度計(jì)算主要包括2 個(gè)步驟：軟管路徑確定和路徑長度計(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。

　　以表2 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(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。本文采用有限元法對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，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(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)采用管單元對路徑曲線進(jìn)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(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位移，并約束轉(zhuǎn)動位移;

　　(5)進(jìn)行幾何非線性求解。

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