金属波纹补偿器结构优化设计

金属波纹补偿器结构优化设计摘要：金属波纹补偿器主要用在各种管道中，调解补偿各种变形等。本课题是在综合大量国内外大量文献的基础上，探讨满足一定要求条件的金属补偿器的结构设计。补偿器是由波纹管和法兰两部分组成，首先运用有限元CAE(ANSYS)软件，对波纹管经过分不同方案的建模用参数化，网格划分，添加一定约束条件，求解分析，疲劳分析，结构优化，最终建立一个比较符合的有限元模型。通过深入地对波纹管结构性能、波纹管受力与变形的规律等的研究讨论,得出波纹管力学性能对其机械结构性能的影响。确定最终设计出一个符合工作要求的结构波纹补偿器。同时对金属波纹管的在结构参数,波数、壁厚、波距等方面，对其性能的影响做出相应的分析。再次运用ANSYS软件对法兰盘进行建模分析，确定其能满足设计要求。关键词：金属补偿器，CAE,网格划分，结构优化IDesignofTheMetalCorrugatedCompensatorStructureOptimizationAbstract：Metalcorrugationcompensatorismainlyusedinvariouspipestomediatethevariousdisplacement.Thisprojectisbasedonalargeamountofdomesticandforeignliteratures.Itstartingfromthediscussionofthedesignofmetalcompensatorwhichsatisfiescertainrequirements.Thecompensatoriscomposedoftwoparts:thebellowsandflange.Firstly,itusedCAEfiniteelementsoftware(ANSYS)toparameterizeandmeshdifferentcorrugatedpipemodelsgeneratedbydifferentschemes.Secondly,someconstraintconditionswereaddedtoconductsolutionanalysis,fatigueanalysisandstructureoptimization.Thirdly,acomparativeconformingfiniteelementmodelwasestablished.Theinfluenceofmechanicalpropertiesofcorrugatedpipeonitsmechanicalstructurepropertywasknownbymeansofstudyinganddiscussingthestructureperformanceandtheruleofitsstressanddeformationofcorrugatedpipeindepth.Acorrugationcompensatorthatfitsforworkingrequirementisfinallydesigned.Atthesametime,thecorrespondingofstructuralparameters,wavenumber,wallthicknessandpitchofwavestoitspropertieswereanalyzed.Besides,ANSYSsoftwarewasusedtoconductmodelinganalysistoflangeplatetomakesureitmeetsthedesignrequirements.Keywords:Metalcorrugationcompensator,CAE,meshgeneration,structureoptimizationII目录1绪论.11.1金属波纹补偿器的简单介绍.11.2本课题研究的主要内容.11.3金属补偿器的研究现状.21.4金属波纹管的加工成型方法.31.5波纹管的材料.31.6本课题的研究目的和意义.32金属波纹管的结构设计.52.1有限元概述.52.1.1有限元方法.52.1.2ANSYS大型通用软件的简介.52.2波纹管有限元模型的建立.72.2.1波纹管结构参数.72.2.2模型的简化.82.2.3单元类型的选择.82.2.4网格划分.92.2.5波纹管的结构设计.102.3本章小结.213金属波纹管的疲劳寿命分析.223.1疲劳的基本理论.223.2金属波纹管的疲劳强度分析.224金属波纹管的结构优化.284.1结构优化的基本理论.284.2波纹管的结构优化.285金属法兰盘的分析设计.305.1金属法兰盘的简介.305.2对金属波纹管上应力的提取.305.3,法兰盘的结构设计.30III6结论与展望.336.1结论.336.2展望.33参考文献.34致谢.3501绪论1.1金属波纹补偿器的简单介绍金属波纹补偿器是用在各种管道中，改善管道因热而发生的位移，机械振动引出变形，补偿一些补偿机械振动等，使管道的变形应力降低，同时延长管道的使用时间。此外金属波纹补偿器作为补偿元件及管路连接件等元件，在机械工业、电力工业、真空技术及原子能工业等相关领域被广泛应用。金属波纹补偿器考虑到不同的用处，就在制造时采用不同的材料。由于材料的不同，所以加工制作的金属波纹管的结构与性能也就有所差别，金属波纹补偿器通常是采用奥氏体不锈钢材料或者是按用户的要求材料来制造，通常采用很抗腐蚀，很抗高温（235+450)，比较柔软的，也很抗高压（最高为32MPa）的优质材料。在管路中可随意进行连接，来实现温度变动、使振动减小、消除噪声等情况。双法兰金属波纹管常用在一些有位移、振动的各种泵、阀等的柔性接头。1.2本课题研究的主要内容在对波纹补偿器了解研究的基础上，利用有限元ANSYS软件，通过参数化建立相关结构模型，分析设计出满足下列要求的金属补偿器：图1金属波纹补偿器已知参数如下：1A、材料为不锈钢202（0Cr18Ni9）（屈服强度205MPa）B、波纹管参数：壁厚t=0.10.3，l=300400，波纹半径R=510，通径D1=100，外径D2=120-200C、功能要求：拉伸压缩10mm，D、环境要求：内压力P=0.1MPa，。E、寿命要求：疲劳次数要求20000次F、优化要求：在达到功能寿命的情况下，材料最少。1.3金属补偿器的研究现状在早期的研究中，人们通过各种各样的假设,采用一些与实际工作情况比较接近的设计公式来研究,然而由于波纹管结构的独特,尤其是挤压成型的金属波纹管，要求其具有较好的耐压能力，较大的伸缩范围和较小的轴向刚度。虽然国内外的许多学者专家在波纹管的一些研讨方面作了很多的努力,但生产厂家们仍然用做实验的方法来检查金属波纹管质量的好坏1。在我国比较有影响的是美国EJMA公式，是在1955年由一批设计、制造和使用膨胀节方面的富有经验的公司成立的,1958年首次发布了膨胀节标准。这个标准是比较简单片面的,只涉及到轴向的工作位移,后来逐渐随着研究成果及试验结果的增多,技术的引用,使标准逐渐得到完善,扩展了使用范围，同时也让标准越来越标准2。随着计算机技术的迅速发展,有限元在结构分析中越来越被应用,许多有限元分析软件也就渐进诞生了。有限元分析以其独特的优势在解决材料非线性、结构非线性和几何非线性问题等方面被引进应用，慢慢让研究人员所接受采纳。在现代,除了用有限元法研究波纹管之外，人们也通过人工智能的技术来研究波纹管。这种方法是通过建立一种基于BP神经网络的膨胀节的低周疲劳寿命估算模型,通过学习实例样本,获取相应的知识,就可以对产品进行疲劳寿命研究与讨论。虽然金属波纹管在工业生产制造中己被广泛应用，同时国内外研讨工作人员已对其结构有了比较深刻的了解,但仍然存在许多的问题。国内金属波纹补偿器行业还是有一些进步，取得了一些成果在质量等方面。2005年以来，国家对金属波纹补偿器行业的监管力度有所加强，并且发布了一些标准规则，使该行业有了很大的发展。国内外的科研院所和生产厂家对其结构和使用年限研究得2较少，至今很少有有关金属波纹管结构设计和疲劳寿命研究报告。1.4金属波纹管的加工成型方法虽然科技技术不断发展,金属波纹管的制造成型的办法也在不断地变化,目前常用机械胀形、液压胀形、气胎胀形和辊压成型这四种方法，但在具体的生产制造波纹管时通常采用液压胀形方法成型，它可以多波一次成型,也可以单波或几个波成组连续成型，这种工艺在生产中比较实用。1.5波纹管的材料考虑波纹管端面的气化、磨损以及介质波动等因素的影响,满足其机械结构和性能，但由于金属波纹管管壁很薄(0.09一lmm),同时考虑其非常小的腐蚀余量。在应力和腐蚀一起影响下,纵使波纹管上腐蚀点很小,也可能造成裂纹的。根据波纹管现有的工艺条件,在实际的制造中,选择波纹管材料时注意以下几点:疲劳强度要高;对周围介质的抗腐蚀能力要强的材料。国内常用的材料是不锈钢,如OCrls入19(304不锈钢)、OCr18NigTi、ICr18Nig、ICrl8NigTi等等。在材料的特性中,弹性模量E必须定义。把材料的特性定义为非线性和各向同性,不考虑温度变化的影响。如果要施加惯性载荷,就必须定义能求出质量、密度等参数。综合以上考虑,本文波纹管的材料选用不锈钢202（0Cr18Ni9）。1.6本课题的研究目的和意义金属波纹补偿器是一种满足横向、角向与轴向变形等特性补偿元件。广泛应用于机械工业、真空技术、电力工业及原子能工业等相关领域。延长波纹补偿器的使用功能和使用年限,国内外的研究人员对波纹管的造型工艺、材料以及结构尺寸等方面进行了较为深入的研究,并取得一些成果。但金属波纹补偿器的结构比较独特也比较复杂，且补偿性能的优良和使用年限的长短与波纹管的结构性能是相关的。所以波纹管的结构性能好坏将直接影响着其工作性能，寿命使用次数和经济的效益的。确保安全生产,提高经济效益,确定金属波纹管在一定的工况下的的合理的结构问题变成了重要问题。本课题的目的就是对金属波纹管的结构进行分析,建立相关分析模型,分析3金属波纹管失效的原因,并设计出较为符合要求条件的结构模型，对其进行疲劳分析和优化出比较合理的方案,为金属波纹补偿器的设计生产提供理论依据，更合理的结构,更好的补偿效果的波纹管。进而推进金属波纹补偿器补偿技术的发展,使波纹管在将来能够更好的在各行业中被应用。42金属波纹管的结构设计2.1有限元概述2.1.1有限元方法有限元技术发展到今天,己经成为一门相当复杂的且适用工程的技术。有限元分析的最终目标是恢复一个实践工程系统的数学行为过程的特征,也可以看作是对一个物理原型准确的数学模型的研究与探索,模型里含有所有的节点、单元、材料属性、实常数、边界条件等。有限元分析(FEA,FiniteElementAnalysis)是50年代时首先在连续体力学领域-飞机的结构静、动态特性分析中运用的一种比较有效的分析方法，随后很快在求解电磁场、热传导、流体力学等问题中也被应用起来。目前已经应用于机械、电机、水工、土建、造船、飞机、导弹、宇航等各行业各领域,几乎所有的科学研究和工程技术领域3。它是把求解域看成许多称为有限元的小的互联子,对于每一个单元可以看作为合适的(较简单的)近似解,然后通过求解这个域的总的满足条件(如结构的平衡条件),进一步得到问题的解。但是大多数实际问题是很难得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且还能适应各种复杂的形状,因而越来越成为行之有效的工程分析手段。2.1.2ANSYS大型通用软件的简介有限元分析软件目前比较常用的的有：ANSYS、ABAQUS、ADINA、MSC四个。进行非线性问题分析时常采用ADINA和ABAQUS两个软件。ANSYS、MSC进入中国相对比较早，所以在国内知名度高且应用广泛。ANSYS软件是以有限元分析为基础的大型通用CAE软件，涉及结构，热学，流体等领域。它具备强大而遍及的强大功能：能够进行包括结构、热、流体（包括计算流体动力学）、电场、电磁场等多学科的研究。ANSYS分析过程主要包括以下三个步骤：建立相关分析模型、施加边界条件，求解计算，后处理4。5ANSYS软件是被国际上第一个通过ISO9001质量认证通过的大型分析设计类软件,ANSYS主操作窗口和隐藏的信息输出窗口如图2.1.1和图2.1.2所示。图2.1.1.ANSYS主操作窗口图2.1.2.ANSYS隐藏的信息输出窗口ANSYS常用来以下几种类型：1.用于分析结构的变形、应力、应变和反力6等的结构分析；2.通过模拟热传导、对流和辐射3种热传递方式的热分析；3.用来分析电磁场的多方面问题的电磁场分析；4.用来解决二维、三维流体动力场的相关问题，可以进行隔热或传热、层流或湍流、压缩或不可压缩等问题的研究的流体动力学分析。2.2波纹管有限元模型的建立对波纹管研究采用有限元方法进行计算，模型和单元类型的选择至关重要，选择不当就会引起相当大的误差。前人对波纹管做了很多研究工作,采用的方法也不同。计算模型多采用平面轴对称模型、三维实体模型等,单元类型有采用轴对称单元和梁单元,也有采用空间壳单元来分析波纹管的强度。每个方法各有自己的优缺点,对具体波纹管分析需根据实际情况而定。本文波纹补偿器是由波纹管和法兰盘两部分构成，而且又由于波纹管与法兰盘承力类别、大小不同，考虑到此型结构，故可两类零件单独分析，所以只需对波纹管和法兰盘进行分析，然后两者通过焊接来形成波纹补偿器。根据设计要求，采用参数化建模，选用合适的单元类型，通过网格划分，静力分析，最后分析设计出满足要求的较佳结构的波纹管。2.2.1波纹管结构参数波纹管的结构几何参数如下表取值，材料为0Cr18Ni9,屈服强度0.2=205MPa,弹性模量E=2105MPa.表1.波纹管结构的相关参数壁厚波纹管总长波纹半径大径小径t=0.10.3I=300400R=510120200100下面图是进行波纹管设计时研究的波纹管的结构图7图2.21波纹管的结构图2.2.2模型的简化由于波纹管结构以及受力都具有轴对称的特性,因此在进行波纹管分析过程中,所建立的模型进行如下简化：不考虑材料缺陷,材料各向同性,不考虑残余应力和生产加工过程中波纹管厚度减薄的影响。本论文在建模型时等效为轴对称模型进行建模，在结果显示时可以显示全部。2.2.3单元类型的选择波纹管是一个标准的轴对称结构,其受力状况也是对称的,本文考虑到所设计的波纹补偿器的要满足的的设计条件，对波纹管进行应力分析采用平面轴对称模型。采用该模型,计算过程比较简单,结果比较准确。只单取波纹管进行分析,并按其实际几何尺寸建立二维轴对称模型。采用ANSYS软件的plane82号单元有8个节点，每个节点是有2个自由度的，分别为x和y方向的平移，既可用作平面单元，也可用作轴对称单元。本单元是具有应力刚度、塑性、蠕变、8辐射膨胀、大变形以及大应变的能力的单元。图2.22PLANE82单元类型图2.2.4网格划分ANSYS中网格划分的方法有自由网格和映射网格划分两种。自由网格是对实体模型没有特殊要求的模型，单元是不规则的；而映射网格划分是有规则形状,单元成排规则排列的网格划分。本文所采用自由网格划分。如下图所示：图2.23波纹管进行网格划分图92.2.5波纹管的结构设计根据波纹管的各项要求条件，对波纹管结构采用如表下几种方案进行研究，从方案中总结出比较符合要求条件的一种方案，对该方案进行后续处理，使其最终满足设计要求。表格2波纹管的结构设计第一方案第二方案第三方案第四方案第五方案条件t=0.3,R=5,D2=150.波纹为16t=0.3,R,=5,D2=170,波纹为16t=0.2,R=5,D2=150,波纹为16t=0.3,R=5,D2=150,波纹为18t=0.3,R=7,D2=150,波纹为13力力值及位移图图2.24图2.27图2.28图2.211图2.212图2.215图2.216图2.219图2.220图2.223（1）.壁厚0.3，R=5通径D1=2H1=100,D2=2H2=150,波纹16.d1=30，d2=50时对其进行拉伸10mm时，所受的应力图如下所示：10图2.24拉伸10时应力分析图拉伸10mm时位移图如下图2.25拉伸10时位移分析图压缩10mm时，对波纹管的应力分析，如图所示11图2.26压缩10时应力分析图压缩10mm时，对波纹管的位移分析，如图所示图2.27压缩10时位移分析图（2）.壁厚0.3，R=5通径D1=2H1=100,D2=2H2=170,波纹16.d1=30，d2=50时拉伸10mm时，波纹管进行应力分析，如图所示：12图2.28拉伸10时应力分析图拉伸10mm时，波纹管进行位移变形分析，如下图图2.29拉伸10时位移分析图压缩10mm时，对波纹管进行应力分析，如下图13图2.210压缩10时应力分析图压缩10mm时，波纹管位移变形图如下图2.211压缩10时位移分析图（3）.壁厚0.2，R=5通径D1=2H1=100,D2=2H2=150,波纹16.d1=30，d2=50时14拉伸10mm时，波纹管进行应力分析，如图图2.212拉伸10时应力分析图拉伸10时，波纹管位移变形分析如图所示图2.213拉伸10时位移分析图15压缩10mm时，对波纹管进行应力分析如图所示图2.214压缩10时应力分析图压缩10mm时，波纹管进行位移变形分析，如下图图2.215压缩10时位移分析图（4）.壁厚0.3，R=5通径D1=2H1=100,D2=2H2=150,波纹16.d1=10，d2=3016时拉伸10mm时，波纹管应力分析，如下图图2.216拉伸10时应力分析图拉伸10mm时，波纹管位移分析，如下图图2.217拉伸10时位移分析图17压缩10mm，波纹管应力分析，如下图图2.218压缩10时应力分析图压缩10时，波纹管位移变形分析，如下图图2.219压缩10时位移分析图18（5）.壁厚0.3，R=7通径D1=2H1=100,D2=2H2=150,波纹13.d1=10，d2=26时压缩10mm时，波纹管应力分析图图2.220压缩10时应力分析图压缩10mm，波纹管位移变形如下图所示图2.221压缩10时位移分析图19拉伸10mm，波纹管应力分析图图2.222拉伸10时应力分析图拉伸10mm，波纹管位移变形图如下图2.223拉伸10时位移分析图202.3本章小结通过以上对波纹管结构方案的研究探索，得出方案1，方案4和方案5的波纹管在应力强度方面符合应力要求，同时我们可以看到在厚度，波距，波数以及波纹半径等不同时对波纹管的结构的是有一定影响的，可能会让其应力强度达不到要求。综合方案考虑，下面对方案1和方案5进行疲劳分析，通过疲劳分析进一步确定其满足设计要求。213金属波纹管的疲劳寿命分析3.1疲劳的基本理论疲劳是产品结构在接受重复性载荷（小于极限静载荷的）而发生的一种破坏现象。在以前设计的设计过程中，设计人员经常在概念和具体的设计阶段通常利用一些实验结果来简单而不精确的计算来评估产品的寿命长短，不仅所花费的时间长，还消费的资金多，同时有时也得不到准确的关系。试验结果有时还会受许多偶然因素的影响。慢慢地设计人员对于产品疲劳寿命的仿真分析方法越来越关注与青睐。ANSYS程序具有以下疲劳计算的能力（1）.根据应力求解结果，计算疲劳参数。（2）.可以在预先选定的位置上确定一定数目的应力循环和应力循环载荷，并存储这些位置上的应力。（3）.可以在每一个选定位置上定义集中系数，同时为每一个应力循环定义标定参数。疲劳分析基本术语Location（位置）：模型上保持有疲劳应力的点，也是结构上可能发生疲劳破坏的位置。Event（事件）：是在给定的应力循环下，在不同事件内一方面的应力工作情况。Loading（载荷）：是某事件的一部分，是应力条件之一。交变应力强度是两个载荷之间的应力状态之差的度量。3.2金属波纹管的疲劳强度分析对上面符合应力刚度要求的方案通过以下步骤进行疲劳分析（1）.进入通用后处理器POST1，恢复数据库（2）.设定尺寸，定义疲劳材料特性，确定应力位置，定义应力集中因数。22给定尺寸，指定位置、事件和载荷的数目：mainmenugeneralpostprocfatiguesizesetting。定义疲劳材料特性，输入S-N曲线：mainmenugeneralpostprocfatiguepropertytableS-Ntable。S-N曲线及应力幅-寿命曲线。图3.21不锈钢的S-N曲线确定应力位置，定义应力集中因数：mainmenugeneralpostprocfatiguestresslocations（3）.提供、储存在感兴趣的位置上的不同的事件和载荷的应力，指定事件循环和比例因数。23提取应力：mainmenugeneralpostprocfatiguestorestressfromrstfile。保存应力，指定事件循环次数和比例因数：mainmenugeneralpostprocfatigueassignevents。（4）.激活疲劳计算。mainmenugeneralpostprocfatiguecalculatefatig。（5）.通过以上步骤对方案进行疲劳分析的结果如下。方案一进行疲劳分析的结果如下图：在下图3.22中选取应力比较集中的点，确定应力比较集中的节点为1106。图3.22确定方案一上应力集中点图方案一进行疲劳分析结果值如下图24图3.23方案一进行疲劳分析的结果图方案四进行疲劳分析的结果如下图：在下图3.24中选取应力比较集中的点，确定应力比较集中的节点为4760图3.24确定方案四上应力集中点图方案四进行疲劳分析结果值如下图25图3.25方案四进行疲劳分析的结果图方案五进行疲劳分析的结果如下图在下图3.26中选取应力比较集中的点，确定应力比较集中的节点为885图3.26确定方案五应力集中点方案五进行疲劳分析结果值如下图26图3.27方案五进行疲劳分析结果图由以上疲劳分析的结果可以看到方案一的疲劳系数为7.4004，其值大于1.0，故其在不能满足拉压20000次的要求。方案四和方案五满足疲劳寿命，但由于方案四最终波纹管的疲劳系数为0.17365，方案五的波纹管的疲劳系数为0.01725，其疲劳系数比较小，所以综合分析来看，最终确定波纹管的结构为方案四。274金属波纹管的结构优化4.1结构优化的基本理论优化设计随着计算机技术的引入，它已迅速发展成为一种很有效的新型工程设计方法。机械结构设计应用优化设计方法中较传统的设计方法，一般可节省材料740%，并可获得最佳的结构尺寸。通过有限元分析软件ANSYS在结构优化设计中的应用，使概念更具体化和形象化，提高了设计人员分析问题的能力和计算机操作与软件应用的技能。结构优化设计的数学模型一般说来，优化设计方法不仅是要求设计人员对所求解问题的工程背景是了解的，将设计问题转为某种优化模型，而且还要懂得利用一门计算机编程语言来实现，优化技术解决工程实际问题。优化设计中三个基本要素是:设计变量、约束条件以及目标函数。其中，设计变量也叫自变量，通过自身的选择和调整来实现优最终优化结果的取值;约束条件即为要考虑设计变量的取值范围的边界约束或者设计性能或指标要求而定的性能约束，目标函数是某个方案的评价指标5。结构优化设计是将数学的最优化设计理论结合计算机技术应用于结构设计的一种设计方法。优化设计问题的数学模型是实际优化问题的数学抽象。假设某优化设计问题有n个设计变量XXlX2s，Xnf在满足gu(Xl0和hq(1iJ=0的约束条件下，求目标函数f(X)的极小值，该优化问题又可以称为数学规划问题。可以用数学模型描述如下:Minf(x)X=x，xzx-。Rs.t.gu(X)u=(1,2,.,l)(1)h(X)=0,q=(1,2,.,m)4.2波纹管的结构优化针对本设计所涉及的是结构比较复杂，应力刚度变化比较没固定规律的波28纹管，所以采用方案比较来实现其结构的优化。根据所设计波纹管要满足的条件，以波纹管的波数为设计变量，改变波纹管的波数，当波数为17时，其疲劳系数也小于1，满足设计要求。所以结合在实际工作条件下，其满足设计要求，也符合材料少的设计要求.295金属法兰盘的分析设计5.1金属法兰盘的简介法兰又叫凸缘盘，法兰盘。法兰是让管子与管子相连接在一起的零件。法兰盘的分类有很多，按不同的分类方法就可以分成不同的的种类。如：整体法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰等按机械标准分；按石化方面分为螺纹法兰(PT)、平焊法兰(SO)、承插焊法兰(SW)、松套法兰(LJ)、对焊法兰(WN)、法兰盖(不表注)；按化工方面又可分为整体法兰(IF)、螺纹法兰(Th)、板式平焊法兰(PL)、带颈对焊法兰(WN)、带颈平焊法兰(SO)等；按国家标准分为螺纹法兰、对焊法兰、带颈平焊法兰等6。5.2对金属波纹管上应力的提取我们可以把波纹补偿器看成是波纹管和法兰盘两个零件通过焊接组成，所以在法兰盘设计时，对法兰盘添加约束力的时候，我们必须要保证和波纹管上的力值是一致的，所以必须从波纹管上提取。图5.21对波纹管上应力提取图5.3,法兰盘的结构设计法兰盘和波纹管一样，采用相同的单元类型，相同的材料，不再采用轴对称建模，采用正常建模，进行网格划分如图所示30图5.31对法兰盘进行网格划分在网格划分后的法兰盘上添加上面提取到的应力大小，然后分析如图所示图5.32对法兰盘进行应力分析图对法兰盘进行位移分析如图所示31图5.33法兰盘位移分析图从图可以看到法兰盘的应力为2913时，其上面的位移变化为0.7mm，所以能达到条件。326结论与展望6.1结论在设计研究过程中，逐渐的使我体验到实际产品结构设计和结构优化需要考虑很多知识，同时需要能够解决过程中遇到的各种问题。在波纹管的设计过程中，当波高太高时，内压起作用，使其结构不满足要求，当波纹数目越多时，其承受的力也就越大，越符合要求，当厚度薄时，虽然在力方面满足要求，但其结构方面不满足要求，当波纹半径越大，其最终在结构方面也达不到要求。最后综合这些分析和实验结果提出最终优化方案，整个过程新鲜复杂而又富有挑战，让我受益匪浅。对法兰盘进行分析时要考虑到法兰盘的结构，在进行和波纹管焊接后，要求其满足条件设计要求。总之，整个过程中我的对管路补偿器有了进一步的认识了解，同时能够运用ANSYS根据其满足的设计要求条件，进行结构分析和设计，使用寿命的分析等。锻炼了我的能力，也增加了对设计这一行业的认识，认识到设计过程是复杂的，不是想象中的那么简单。6.2展望本文虽然是对波纹补偿器的研究，但仅限于本人的能力，同时能力有限,对有限元技术掌握的还不太好。仍有一些工作需要继续研宄,如:波纹管的构造特别复杂,要全面彻底清