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作者：邹可欣;钱才富;谢月;宋玉;吴志伟;
单位：北京化工大学机电工程学院;南京晨光东螺波纹管有限公司;
摘要：为研究膨胀节壁厚不均匀减薄对承载能力的影响，针对单层单波U形波纹管膨胀节的液压成形过程进行有限元数值模拟，分析了壁厚不均匀减薄和管坯壁厚（t）、膨胀节波峰/波谷内壁曲率半径相对大小（r/D_b），以及膨胀节波高相对大小（h/D_b）对液压成形膨胀节波峰壁厚减薄率大小的影响。结果表明，t,r/D_b对壁厚减薄率的影响可以忽略，而壁厚减薄率随着h/D_b的增大而增大，基本呈线性关系。在数值模拟基础上进一步拟合得到壁厚减薄率与h/D_b的关联式，关联式计算结果相对误差在10%左右，满足工程设计要求。建立基于名义厚度、等效壁厚、液压成形后三种膨胀节模型，采用极限载荷法分析三种膨胀节模型的承压能力。定义了承压能力变化的强度减弱系数，发现液压成形后膨胀节承压能力均有所降低，且强度减弱系数主要受壁厚减薄率影响，最后拟合得到了强度减弱系数与波峰处壁厚减薄率的关联式。研究结果为U形膨胀节的设计和强度安全评定提供重要参考。
关键词：U形膨胀节;;液压成形;;数值分析
基金资助：国家重点研发计划项目（2023YFC3010500）
