前言：
通常人們認(rèn)為波紋管很少受到扭轉(zhuǎn)載荷的作用，所以對(duì)其研究較有限，但實(shí)際上，管道膨脹節(jié)不可避免地會(huì)受到扭轉(zhuǎn)力矩的作用，因此對(duì)波紋管在扭轉(zhuǎn)作用下的性能進(jìn)行研究是十分必要的。
由于波紋管的失穩(wěn)失效是包含彈塑性大變形等因素的復(fù)雜問(wèn)題，對(duì)波紋管在扭轉(zhuǎn)載荷作用下的失穩(wěn)失效采用非線性有限元分析會(huì)得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果。本文在波紋管線性分析的基礎(chǔ)上，選用空間殼單元，建立了非線性模型，用ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算，把所得結(jié)果與線性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，并對(duì)波紋管在扭轉(zhuǎn)載荷作用下的失穩(wěn)問(wèn)題作了分析研究。
波紋管隨波數(shù)變化的臨界失穩(wěn)扭矩和失穩(wěn)模式：
波數(shù)
線性臨界扭矩N.m
非線性臨界扭矩N.m
1
220602
54658
3
123993
52463
5
72488
39791
8
47187
27737
12
37371
25012
結(jié)論：
1、各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)波紋管非線性失穩(wěn)扭矩的影響:隨波數(shù)的增加，非線性失穩(wěn)扭矩逐漸減小;厚度對(duì)失穩(wěn)扭矩的影響很大，隨厚度的增加非線性失穩(wěn)扭矩增大;隨波高增大，非線性失穩(wěn)扭矩有所減小;圓弧半徑的變化對(duì)非線性失穩(wěn)扭矩影響很小;隨波根外直徑的增大，非線性失穩(wěn)扭矩增加。根據(jù)己得出的波紋管各參數(shù)與臨界失穩(wěn)扭矩的關(guān)系曲線和數(shù)據(jù)，為今后提出波紋管的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)判據(jù)或公式提供了一定的參考和借鑒。
2、比較線性與非線性分析方法計(jì)算的結(jié)果數(shù)據(jù)，失穩(wěn)扭矩隨某參數(shù)改變，在兩種方法下其變化趨勢(shì)相同。因此，可以考慮使用一個(gè)安全系數(shù)n除線性計(jì)算結(jié)果來(lái)代替非線性計(jì)算值以節(jié)省計(jì)算時(shí)間。
3、弧長(zhǎng)法可以模擬出波紋管達(dá)到第一個(gè)臨界失穩(wěn)點(diǎn)后的后屈曲過(guò)程，得到的第一階臨界載荷值小于前屈曲中二分法所得到的臨界值。后屈曲分析方法有助于加深對(duì)波紋管失穩(wěn)失效過(guò)程的認(rèn)識(shí)。
