由于膨脹節(jié)的柱失穩(wěn)和平面失穩(wěn)都可能在塑性狀態(tài)下發(fā)生，因此，本文采用了非線性屈曲分析，材質模型為彈性理想塑性體。本節(jié)算例假設材料的彈性模量為2x10 Mpa、屈服應力為230Mpa。有限元軟件為ANSYS，采用Shell 51殼單元。進行非線性屈曲分析需要給波紋管膨脹節(jié)設置初始缺陷，使其成為非軸對稱體。初始缺陷可以是波紋局部材料不均勻或形狀不規(guī)整。

有限元軟件一般提供兩種失穩(wěn)分析方法，即特征值屈曲分析和非線性屈曲分析。特征值法是彈性分析，不能用于出現(xiàn)塑性變形的結構。由于膨脹節(jié)的柱失穩(wěn)和平面失穩(wěn)都可能在塑性狀態(tài)下發(fā)生，因此，本文采用了非線性屈曲分析，材質模型為彈性理想塑性體。本節(jié)算例假設材料的彈性模量為2x10 Mpa、屈服應力為230Mpa。有限元軟件為ANSYS，采用Shell 51殼單元。進行非線性屈曲分析需要給波紋管膨脹節(jié)設置初始缺陷，使其成為非軸對稱體。初始缺陷可以是波紋局部材料不均勻或形狀不規(guī)整。造成失穩(wěn)的內(nèi)壓用弧長法計算。

1.柱失穩(wěn)

波紋補償器幾何參數(shù)：內(nèi)徑150mm、波高25mm、波距25mm、壁厚0.5mm、10個波。用公式計算的內(nèi)壓為0.17Mpa。

2.平面失穩(wěn)

波紋補償器幾何參數(shù)：內(nèi)徑300mm、波高30mm、波距30mm、壁厚0.8mm、4個波。用公式計算的內(nèi)壓為0.63Mpa。

3.小結

用非線性屈曲分析既可以得出柱失穩(wěn)又可以得出平面失穩(wěn)，從側面說明這兩種失穩(wěn)機理相同，波紋補償器發(fā)生何種失穩(wěn)因波紋參數(shù)而定（主要是波數(shù)）。