毕业论文课题相关文献综述

文献综述

1、波纹管的发展

20世纪70年代以后,随着计算机技术的飞速发展,有限元分析在结构分析中的地位日渐突出,许多商用有限元软件应运而生。有限元分析以其在解决几何非线性、材料非线性和结构非线性问题方向的独特优势而为愈来愈多的研究人员所接受。非线性有限元计算能够有效地解决传统的解析法无法计算的波纹管弹塑性大变形范围内的载荷-应力响应问题。研究表明:利用非线性有限元分析,可以较好地模拟真实波纹管的载荷-应力响应。用于单层波纹管的结构分析,结果是可靠的,并且与试验数据较为吻合[1]。比如赵连声等用非线性有限元分析了单层U形波纹管的强度,用八节点空间壳单元对波纹管作非线性(包括几何和材料)分析,所得到的应力大小较接近实测,应力分布规律符合实际。用此单元可以较好的解决波纹管的强度、振动,稳定性等问题,并进一步对带初始缺陷的稳定性问题进行了研究[2],随着研究的不断深入,在对多层波纹管模型在轴向拉伸、内压和联合载荷下的应力分布的研究方面,也取得了较大的进展。实践表明,有限元接触分析也能很好地模拟波纹管层间关系[3]。在现代的研究方法中,除了有限元法之外,人工智能技术也被用于波纹管的研究[4],方法是建立一种基于BP神经网络的膨胀节低周疲劳寿命估算模型,通过实例样本学习,获取了应有的知识(权重),就可以估算未知的疲劳寿命。这种方法简单、准确,适合波形膨胀节的快速寿命预测。

波纹管接头是管路系统中常用的一种隔声元件。近20年的研究文献表明,大部分作者都是研究波纹管壁对管内流体声传播的影响问题[5,6],而且都是将管壁作为不参与能量分配的边界条件来处理。也有将非平直边界变换为平直边界研究了截面连续变化的轴对称波导中电磁波传播的问题。还有采用了奇异摄动理论中的PLK方法和广义Hale定理,研究了带有环向加强肋骨的圆柱管壳的自由振动问题[7]。对于弹性波纹管壳的结构声性能的研究,作者还没有见到相关的文献。平缓波纹的底面、壁面的导流水渠中表面波的传播问题、两高度不同的等截面梁用一段厚度线性变化的变截面梁段连接起来的一维固体波导中波的传播问题[8]都有较系统研究。通过采用多重尺度法求解带小参数的边值问题,研究了平面薄板中存在的一段周期性波纹板面区域对弯曲波的滤波性能。将结构振动的波动理论与奇异摄动理论结合起来,考察了弹性波纹管壳的结构振动波的传播问题,把结构振动的波动理论推广应用到了波纹管这种非均匀结构,为工程实际中波纹管接头的降噪预报提供了一种可以参考的理论方法[9]。下图为波纹管纵截面图

在进行理论研究的同时,实验室实验被用于研究波纹管的性能和可靠性,常见的有内压实验,外压实验和振动实验等。内压实验是将试件两端密封,并轴向限位一端连接压力表,一端连接试压泵,通过试压泵缓慢给试件升压,直至扭曲,可测出此时的临界压力。外压实验也是将试件两端密封,并轴向限位,不同的是一端连接真空表,一端连接真空泵,通过真空泵缓慢给试件抽负压直至试件失效变形(压扁),测出此时的临界压力。振动实验主要用于测试波纹管系统的固有频率、阻尼系数和减振效果等,常用正弦扫描法、随机激振法、锤击法[10]等。

非金属波纹管主要是橡胶材料、聚四氟乙烯材料、纤维堆积物和复合材料波纹管,由于其在低压、高温、强振动工况下输送腐蚀性或气态介质时显示出优于金属波纹管的特性,近年来也得到了快速发展和较广泛应用。

2、场协同原理的应用

传热强化场协同的应用可分为两个方面，其一是对现有对流换热现象和传热强化技术从新的角度去分析和讨论，从而对之有更深入和更本质的认识和理解。其二，基于场协同原理可以发展系列传热强化与控制的新方法和新技术。

应用场协同原理，可以解释常见强化管(波纹管、翘片管等)的强化传热机理。王娴、宋富强[11]研究了低速空气横掠翘片管换热规律，并计算了附加特殊的肋或插入物后