基于子结构技术的金属软管静力学性能分析

韩淑洁

（青岛远洋船员职业学院，青岛 266071）

0 引言

金属软管在工作中不仅能吸收由压力、轴向力、横向力、弯曲以及温差等原因所引起的位移，而且可以吸收管路系统的振动，起到减振和降噪的作用，在管路设备和压力容器中得到广泛的应用。船舶柴油机的排气管，发动机的废气回路管、机油回路管、排气歧管补偿器以及燃油冷却器中广泛应用金属软管。研究金属软管的静力学问题，即金属软管在轴向拉伸、轴向压缩、横向错动、弯曲和多载荷联合工况下的静力学特性，对金属软管的推广使用和标准化有着重要意义。

金属软管主要由波纹管、网套和接头三大部分构成[1]，如图1所示。波纹管是具有横向波纹的圆柱形薄壁壳体，是金属软管的主体，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道和（或）设备尺寸变化[2]，为了保护波纹管免受机械损伤，在实际应用中一般都在波纹管外层铠装金属丝网套，并用接头连接。

图1 金属软管模型图

由于金属软管结构复杂，对其进行传统的理论计算存在相当大的困难，目前，国内外对金属软管的研究主要采用有限元法，且主要集中在其主体波纹管部分，对于金属软管的研究则很少。由于钢丝网套在波纹管上的覆盖率较大，锭数较多，每锭钢丝的根数也较多，采用有限元法计算时，节点数目较多，对计算机设备资源要求很高，计算时间非常长，目前的研究大都采用简化方法，用一根钢丝代替一锭钢丝来实现对金属软管性能的分析。……