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软管的计算方法及步骤


  软管的长度计算主要包括2个步骤:软管路径确定和路径长度计算,基于材料力学原理,均匀软管在两端受约束后,其中心线形状应至少满足2 阶光滑连续;基于高等数学原理,已知曲线起点、终点的坐标和外切向矢量,可以惟一确定1 条3 次样条曲线。
 
  以接头端面圆心坐标为软管的起、终端面圆心坐标,以接头端面外矢量为软管端面内矢量,采用样条曲线对软管路径进行拟合。具体拟合方法为:
 
  (1)以起点为坐标原点O,以起点-终点连线为对于按某一工况进行样条曲线拟合得到路径的软管,在其它位移补偿工况时,软管形状必然发生改变,曲率半径也发生改变。本文采用有限元法对其他工况下的变形进行计算。软管分析建模采用了以下假设:
 
  (1)相对于软管管体,管接头及相关组件刚性较大,假定在位移补偿中,接头端面只有平动,而无转动。
 
  (2)软管内波纹管的波长相对其长度为小值,壁厚较薄,而网套沿长度方向较为均一,假定软管管体截面惯性距沿其长度方向均匀分布。
 
  具体实施步骤为:
 
  (1)建立软管在样条曲线工况下的路径曲线模型;
 
  (2)采用管单元对路径曲线进行单元划分;
 
  (3)输入管截面尺寸参数和材料信息;
 
  (4)一端进行完全零位移约束,另一端按补偿工况要求的位移值施加平动位移,并约束转动位移;
 
  (5)进行几何非线性求解。

 

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