为您介绍伸缩节的发展历程

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为您介绍伸缩节的发展历程
发布人:http://www.btbwg.com  发布日期:2014/12/8 9:10:41
一、1844年伸缩节的首次提出是由于火车的蒸汽机锅炉要求有一种非液体测压计,为此采用了波纹板(即膜盒)。不久便出现了其他形式的伸缩节,并用于气象工作。二次世界大战伸缩节在军事上有许多应用。但知道1950年,伸缩节的研究主要是按材料力学方法进行的,即沿伸缩节两相邻的子午线切取一窄条,略去其锥度变化,简化成曲梁进行分析。
二、1958年美国EJMA依旧这些成果颁布了轴向式伸缩节的工程设计标准(第一版,以后约每五年更新版本一次,1998年为第七版)。1960年代由于石油工业、化工、宇航及核能的兴趣和发展,大量复杂的管道系统提出了位移补偿和隔振的要求。人们一方面尝试用伸缩节补偿管道的角位移和横向位移,一方面展开了以旋转壳理论为基础的波纹管研究。关于伸缩节的轴对称问题,主要以H.Reissner和E.Meissner轴对称旋转壳二阶交系数常微分方程组为基础,根据伸缩节多由国环壳组成这一特点,对旋转壳基本方程进行简化和修改,以适合于细圆环壳和圆环壳问题。但求解时遇到了困难:超越级数解收敛性限制太大;三角级数解除了有收敛性限制外还不能完全满足边界条件。所以,多数工作着重于求渐进积分解,以及能量法、摄动法、有限差分法的运用。
三、1979年钱伟长全面地克服了上述困难,先从H.Reissner(1912)和E.Meissner(1915)轴对称壳方程出发,用统一的复变量化过程导出与历史上相一致的轴对称圆环壳复变量方程,证明了它们之间的差别都在Love-Kirchhoff薄壳假定的容许范围以内,再就其中的圆环壳方程和细环壳方程给出了一般解。钱伟长求得的圆环壳一般解,不接在环壳全域处处收敛而且能方便得处理边界条件。他用这一成果计算了C型伸缩节、U型伸缩节等,带动了一批伸缩节的研究工作。
四、1986年研究了轴对称载荷下旋转壳弹性小应变轴向任意大挠度问题,考虑了旋转壳子午线曲率或切线突变的情况,提出了一组微分方程和数值解,大量的计算结果都与试验吻合,黄黔提出的方法降低了对函数光滑性的要求,在伸缩节的环充与环壳或环板或锥壳的连接处可自动满足其边界连续性条件,使求解过程大为简化,波纹管轴对称弹性变形问题得到成功解决。1980年至今还有一些工作是针对伸缩节轴对称问题的,例如,1997年S.VNarasimhan等基于圆环壳、锥壳的线性理论利用已有的渐近解对内压作用下的V型伸缩节进行了应力分析。
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