波纹膜片计算示例

波纹膜片计算示例

例1 绘制波纹膜盒的弹性特性曲线、膜盒由两个相同的锯齿形膜片组成,膜片的尺寸:R=36.7mm,r0=7mm,H=1.02mm,h=0.125mm;材料为QBe2,弹性模量E=1.35×105N/mm2,n=3

表1

项目

单位

公式及数据

确定波长l

mm

11-194-2-1

倾角θ0

(°)

11-194-2-2

求系数a及b

 

根据图1,11-194-2-3 求出系数a=69;b=0.073

弹性特性曲线方程式

 

将系数a及b代入弹性特性方程,则得其特性曲线方程式

11-195-1

波纹膜盒的特性曲线

 

11-195

特性曲线(考虑到膜盒的位移比一个膜片的大一倍)

11d19d7

图1  系数a及b变化图

例2 求均等正弦曲线形膜片的位移、有效面积、安全系数和膜片特性曲线的非线性度。材料为QBe2,弹性模量1.35×105N/mm2,屈服极限σs=960MPa,膜片承受正压力p=0.16MPa,膜片尺寸R=25mm,H=1mm,h=0.2mm,断面深度的不均匀系数采用α=1.2

表2

项目

单位

公式及数据

确定11-196-1及f0值

 

根据深度比11-196-2,按图2的曲线,确定当α=0时的无量纲参数值

11-196-3

位移w0

mm

11-196-4

最大应力σ

MPa

11-196-5

有效面积Fe

mm2

11-196-6

安全系数n

 

11-196-7

弹性特性曲线的非线性度γ

 

11-196-8

根据图4,由11-196-9求得特性曲线的非线性度γ≈-2%

11d19d8

图2  膜片计算图,其波纹沿半径具有恒定

(α=0)和可变(α≠0)的深度

α—断面深度的不均匀系数

11-196-10

H1、H2、H3如图3所示

11d19d9

图3  断面深度不均匀的膜片

 

图2、图4和图5α值一样

11d19d10

图4  具有周期变化断面(α=0)膜片的非线性特性γ=f()

11d19d11

图5  波纹深度可变的膜片(α=1.2)的非线性度γ=f()的线图