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整体多层夹紧式高压波纹补偿器预应力分析

整体多层夹紧式高压波纹补偿器预应力分析
整体多层夹紧式高压波纹补偿器预应力分析
力学模型:整体多层夹紧式高压波纹补偿器通过机械装置将层板逐层包扎夹紧在内圆筒上,通过焊接完成层板与内筒的固定,使内筒和包扎层板成为整体。由于整体多层夹紧式高压波纹补偿器筒体长度远远大于直径,属于平面应变问题,这里主要讨论远离边缘的横截面的情况。
内圆筒的厚度比包扎的层板的厚度要大,需要包扎夹紧的层板要预告滚卷成为圆缺形,然后逐层将层板包扎夹紧到内筒上,最终达到设计厚度。这里以第一次包扎的情况为例进行说明。在机械装置的作用下包扎层板的间隙逐渐减少,达到与内圆筒紧密接触,然后在包扎层板圆缺处进行焊接以确保层板紧密地包扎在内筒上。由于内筒外壁是连接的,而且厚度大于层板厚度,也即内筒的刚度大于层板的刚度,所以变形主要发生在层板上,而内筒外壁可以看成固定面。当包扎层板在机械装置作用下拉伸达到可以焊接的位置,包扎层板每个微单元的受力都可以表示为沿圆周方向的拉伸力和指向圆心的径向力。
从整体来说,包扎层板受到圆周方向的拉伸力和径向的收缩力,内圆筒受到径向的压缩力,内筒可看成受外压的窗口,层板可视为受内压的窗口。包扎完成后,层板与内圆筒达到紧密结合,再次进行包扎时内圆筒与已经包扎的层板就视为新的内圆筒,新的内圆筒与新的包扎层板的受力与前面模型是相同的,可将本模型推广到一般包扎情况。
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