膨胀节拉伸位移对内压波纹管波谷外鼓的影响
有限元分析 一般认为波纹管只有在压力很高的条件下，才会产生波谷外鼓。试验表明，
当波纹管只承受压力载荷时，满足标准强度要求的波纹管，产生波谷外鼓的压力
通常可以达到由S.限制的极限设计压力的2.25倍以上。但当波纹管既承曼压力
载荷，又承受拉伸位移载荷时，压力尚未达到1.5倍的设计压力，波纹管就有没
谷外鼓的趋势，其表现形式为各波不再平行，有翘曲现象，与平面失稳外观很接
近，但计算的平面失稳压力有较大的安全榕度。这种情况在大直径薄壁多层波纹
管中易于发生，为了了解波纹管拉伸位移与波谷外鼓的关系，分别对承受内压，
拉伸位移和内压+拉仲位移三种工况下的波纹管进行了有限元分析。
波纹管承受内压载荷时的有限元分析结果如图4-2所示。应力分析见433
有限元分析部分。
波纹管承受拉伸位移时的有限元分析结果如图4-5所示。由拉伸位移引起的
最大周向应力出现在波峰和波谷，波峰为压应力，波谷为拉应力，应力值相当：
由拉伸位移引起的最大子午向应力山现在波峰和波谷，波峰为应力，波谷为
应力，应力值相当。拉伸位移引起的最大周向应力大最大子午向应力。
29594
26105 24594
18.761 3D8S
24.498
2081 1040
66
6
b
图 4-5 拉伸位移引起的波纹管应力
a）周向应力 h)子午向应力
波纹管即有内压又有拉伸位移时的有限元分析结果如图4-6所示。该工况下
最大周向应力处于波峰、波谷处，波峰为压应力，波谷为拉应力，应力值相当：
最大子午向应力处于波峰，波峰为压应力。
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