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金属波纹管低周疲劳寿命及可靠性的研究 被引量：22
1
作者 宋林红 黄乃宁 +4 位作者 王志云 张秀华 张文良 关长江 李敏 《压力容器》 北大核心 2011年第1期12-17,共6页
应用有限元法、试验、数理统计等综合分析方法,对金属波纹管低周疲劳寿命及其可靠性进行研究和探讨。通过波纹管材料疲劳寿命试验、软件仿真分析、产品疲劳寿命试验及相关数据研究,金属波纹管的疲劳寿命呈威布尔分布规律,其寿命分散度... 应用有限元法、试验、数理统计等综合分析方法,对金属波纹管低周疲劳寿命及其可靠性进行研究和探讨。通过波纹管材料疲劳寿命试验、软件仿真分析、产品疲劳寿命试验及相关数据研究,金属波纹管的疲劳寿命呈威布尔分布规律,其寿命分散度也较大。在实际产品设计时将有限元仿真分析、工程设计和试验有机地结合在一起,研究波纹管的可靠寿命和安全系数,能够提高设计精度和可靠性。 展开更多
关键词 金属波纹管 疲劳寿命 可靠性 有限元法 数理分析
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S型焊接金属波纹管疲劳寿命的有限元分析 被引量：15
2
作者 徐中华 买买提明.艾尼 程伟 《压力容器》 北大核心 2009年第2期21-25,共5页
应用ANSYS Workbench(AWE)软件的Fatigue Tool工具箱和S-N曲线,分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderberg直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法,对S型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行... 应用ANSYS Workbench(AWE)软件的Fatigue Tool工具箱和S-N曲线,分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderberg直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法,对S型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。 展开更多
关键词 S-N曲线 平均应力修正法 金属波纹管 疲劳寿命 有限元
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阀门用金属波纹管疲劳寿命的有限元分析 被引量：15
3
作者 黄乃宁 宋林红 +5 位作者 魏国俭 李敏 张秀华 关长江 张文良 赫斌 《阀门》 2008年第5期30-34,共5页
应用MSC. Fatigue软件并以应变寿命法分析和得出了阀门用金属波纹管在压力、位移条件下的疲劳寿命。分析了材料的循环性能对波纹管疲劳寿命分析的影响,并且通过波纹管的疲劳寿命试验验证了软件分析的准确程度,从而得到精确的分析结果。
关键词 金属波纹管 阀门 循环性能 应变寿命法 疲劳寿命
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焊接金属波纹管机械密封的特点及其应用 被引量：12
4
作者 刘建华 《机械》 北大核心 2000年第4期41-43,共3页
分析了焊接金属波纹管机械密封的特点和应用范围。通过对Y40型金属波纹管机械密封的分析 ,着重对高弹合金Inconel71 8作了介绍。
关键词 焊接金属波纹管 机械密封 高弹合金
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金属波纹管疲劳寿命的有限元分析 被引量：13
5
作者 宋林红 黄乃宁 +2 位作者 马明轩 张忠钢 张秀华 《管道技术与设备》 CAS 2008年第3期16-18,共3页
应用MSC.Fatigue软件,利用E-N曲线,以初始裂纹法为主要分析方法,对U型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能... 应用MSC.Fatigue软件,利用E-N曲线,以初始裂纹法为主要分析方法,对U型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。 展开更多
关键词 金属波纹管 疲劳寿命 有限元 E-N曲线
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金属波纹管试验研究 被引量：11
6
作者 张秀华 黄乃宁 +2 位作者 宋林红 李敏 关长江 《管道技术与设备》 CAS 2009年第1期32-33,38,共3页
应用微机控制液压伺服动静试验机和稳压压力系统等进行金属波纹管压力及位移条件下的疲劳寿命试验,并通过试验结果与软件分析结果的对比,不断改进和提高软件分析的准确度。另外,通过对3种不同材料的真实应力-应变的试验,为软件分析用的... 应用微机控制液压伺服动静试验机和稳压压力系统等进行金属波纹管压力及位移条件下的疲劳寿命试验,并通过试验结果与软件分析结果的对比,不断改进和提高软件分析的准确度。另外,通过对3种不同材料的真实应力-应变的试验,为软件分析用的材料数据库提供了真实的材料性能参数,为金属波纹管的设计、研究提供了数据和试验验证。 展开更多
关键词 金属波纹管 疲劳寿命 真实应力-应变
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热油泵用机械密封波纹管疲劳特性研究 被引量：11
7
作者 刘进祥 穆塔里夫·阿赫迈德 田雪峰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期96-101,共6页
热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况... 热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况下的变形场、应力场和疲劳寿命变化规律。结果表明:U形和V形金属波纹管的最大应力值和最大变形量都随着温差的增大而增大,最小疲劳寿命随着温差的增大而减小;V形金属波纹管的力学性能与疲劳性能均好于U形金属波纹管;受力端为整个金属波纹管整体最易损坏部位,该处变形量和应力值都为最大,而疲劳寿命值为最小,为提高金属波纹管的使用寿命和运行稳定性,须对该处进行加固处理。 展开更多
关键词 机械密封 金属波纹管 结构-热耦合 疲劳寿命
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阀用波纹管仿真设计建模方法及其试验验证 被引量：10
8
作者 张全厚 宋林红 +2 位作者 张文良 于翔麟 韩新博 《压力容器》 北大核心 2020年第7期52-58,共7页
国内企业主要参考EJMA标准进行金属波纹管的设计。虽然按该标准设计的金属波纹管大多能够满足工程使用的要求,但由于标准编制时参考的工程数据是以波纹管在内压工作环境时为前提条件的,所以当设计阀用金属波纹管时则不能再使用该标准。... 国内企业主要参考EJMA标准进行金属波纹管的设计。虽然按该标准设计的金属波纹管大多能够满足工程使用的要求,但由于标准编制时参考的工程数据是以波纹管在内压工作环境时为前提条件的,所以当设计阀用金属波纹管时则不能再使用该标准。近些年,随着计算机行业的快速发展,对不能使用EJMA标准设计的波纹管,国内不少学者采用有限元法进行仿真设计,同时得到很好的应用效果。但对于仿真建模的方法和依据还没有提及。为此提出一种阀用金属波纹管仿真建模的理论依据和具体实施方法。为了验证该方法的准确度,以热油阀门金属波纹管为算例进行了刚度和强度的仿真计算,刚度仿真计算误差为9.3%,强度仿真计算误差为14.6%。该仿真结果精度能够满足工程使用的要求。 展开更多
关键词 金属波纹管 有限元 仿真建模
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基于正交试验的波纹管结构参数优化及疲劳寿命分析 被引量：5
9
作者 宓乐峰 孙丹 +1 位作者 王旭 李天祥 《压力容器》 北大核心 2023年第3期38-46,共9页
波纹管广泛应用在化工管道连接处,其疲劳寿命作为重要的性能指标。在对疲劳寿命预测过程中,出现研发周期长、经费高等问题。以3层U形金属波纹管为研究对象,建立有限元模型,运用Ansys软件考虑流固耦合作用来研究金属波纹管疲劳失效问题... 波纹管广泛应用在化工管道连接处,其疲劳寿命作为重要的性能指标。在对疲劳寿命预测过程中,出现研发周期长、经费高等问题。以3层U形金属波纹管为研究对象,建立有限元模型,运用Ansys软件考虑流固耦合作用来研究金属波纹管疲劳失效问题。根据理论公式计算理论疲劳寿命,对比有限元计算的疲劳寿命,误差为4.66%,证实利用有限元计算波纹管疲劳寿命的可靠性;分析U形波纹管不同的结构参数对疲劳寿命的影响;通过采用正交试验优化波纹管参数,得到优化方案并开展试验进行验证。结果表明,对3层U形波纹管结构参数进行设计优化的方法是切实可行的。 展开更多
关键词 金属波纹管 流固耦合 疲劳寿命 正交试验 有限元分析
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换热器波纹管失效分析 被引量：9
10
作者 王春晖 《失效分析与预防》 2010年第2期98-101,118,共5页
某种换热器的主要换热元件波纹管使用后发生严重损坏。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱(EDS)等手段对失效波纹管进行断口宏、微观分析、能谱分析、金相检验及化学成分分析,以确定其失效原因。结果表明:该波纹管的失效性质为应力腐... 某种换热器的主要换热元件波纹管使用后发生严重损坏。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱(EDS)等手段对失效波纹管进行断口宏、微观分析、能谱分析、金相检验及化学成分分析,以确定其失效原因。结果表明:该波纹管的失效性质为应力腐蚀,波纹管断口形貌以沿晶断裂为主,断口上可见明显的腐蚀产物,断口内壁有明显的腐蚀坑和由腐蚀坑发展的裂纹,能谱分析结果表明断口腐蚀产物中含有一定量的S和Cl元素;分析认为波纹管在加工过程中的残余应力和使用环境中的Cl-是导致其发生应力腐蚀的主要原因,此外材料中Cr含量偏低也是导致其发生应力腐蚀的另一原因。 展开更多
关键词 波纹管 应力腐蚀 残余应力 腐蚀介质 腐坑
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窄波距薄壁波纹管液力成形工艺研究 被引量：7
11
作者 徐勇 尹阔 +4 位作者 靳鹏飞 田亚强 夏亮亮 张士宏 李博 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期23-29,共7页
为满足小直径窄波距薄壁金属波纹管产品的实际需求,开发出耦合模具运动的液力成形技术,从而提高波纹管的成形质量和生产效率。应用UG软件建立有限元模型,采用Dynaform有限元模拟软件对成形过程进行模拟,研究了管坯壁厚、模瓣间距、初波... 为满足小直径窄波距薄壁金属波纹管产品的实际需求,开发出耦合模具运动的液力成形技术,从而提高波纹管的成形质量和生产效率。应用UG软件建立有限元模型,采用Dynaform有限元模拟软件对成形过程进行模拟,研究了管坯壁厚、模瓣间距、初波胀形压力和整形压力等关键工艺参数对波纹管成形质量的影响。结果表明:减薄率和波纹段直径随着管坯壁厚的增加而下降,随着膜瓣间距、初波胀形压力和整形压力的增加而升高。当管坯壁厚为0.5 mm、模瓣间距为6 mm、初波胀形压力为25 MPa、整形压力为100 MPa时成形效果最佳。开展了相关实验验证,验证结果表明模拟结果与实验结果相符,最大相对误差在5%以内,获得的波纹管成形质量优良,满足尺寸要求。 展开更多
关键词 金属波纹管 窄波距 液力成形 有限元模拟
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金属波纹管刚度的简化有限元分析 被引量：6
12
作者 刘达列 胡潇毅 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期141-147,共7页
金属波纹管广泛应用于机械密封系统,而刚度是金属波纹管设计的主要性能参数。介绍了利用ANSYS软件的Matrix27刚度单元模拟金属波纹管的方法,通过建立的简化有限元模型分析了金属波纹管的轴向刚度和扭转刚度。相较于波纹管实体模型,简化... 金属波纹管广泛应用于机械密封系统,而刚度是金属波纹管设计的主要性能参数。介绍了利用ANSYS软件的Matrix27刚度单元模拟金属波纹管的方法,通过建立的简化有限元模型分析了金属波纹管的轴向刚度和扭转刚度。相较于波纹管实体模型,简化模型的规模和计算量大幅度减少,计算效率得到提高。将简化有限元模型计算所得刚度结果与有限元实体模型计算结果及EJMA工程实际经验公式计算值进行了比较,并利用已有的实验结果进行了验证。其结果吻合良好。该简化模型在研究含有波纹管的整体系统时尤其方便,如对基于整体系统响应的各类波纹管的结构参数优化等具有通用意义,并能有效提高有限元建模及分析效率。 展开更多
关键词 金属波纹管 Matrix27刚度单元 轴向刚度 扭转刚度 有限元分析
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内压轴向位移载荷作用下波纹管多轴疲劳寿命预测
13
作者 马园园 张建明 +3 位作者 苏天一 苑庆迪 宋忠良 李想 《压力容器》 北大核心 2024年第4期53-59,共7页
以某工程用波纹管为研究对象,采用新提出的MSWT(Modified Smith-Watson-Topper)临界面模型预测了波纹管在内压-轴向位移作用下的多轴疲劳寿命。由于波纹管承受低周位移载荷时在波峰波谷处发生塑性变形,故以塑性应变幅与最大正应力重新... 以某工程用波纹管为研究对象,采用新提出的MSWT(Modified Smith-Watson-Topper)临界面模型预测了波纹管在内压-轴向位移作用下的多轴疲劳寿命。由于波纹管承受低周位移载荷时在波峰波谷处发生塑性变形,故以塑性应变幅与最大正应力重新组成一个新的损伤参量DP,并定义最大DP值所在的平面为疲劳破坏发生的临界面。利用Abaqus软件对波纹管进行数值模拟,基于数值分析结果,MSWT模型预测不同工况下波纹管的疲劳寿命分别为3388次与6059次,与试验结果吻合程度较好,可为波纹管的设计开发提供一定的参考。 展开更多
关键词 金属波纹管 疲劳寿命 临界面法 有限元法
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金属波纹管开裂失效分析与防控策略研究
14
作者 张敬亮 张勋 +2 位作者 蔡丰义 陈英华 李海生 《化工管理》 2024年第9期136-138,152,共4页
金属波纹管开裂失效是化工流程生产安全重点关注的技术问题。为了提高金属波纹管的安全稳定性,在对金属波纹管开裂失效的主要原因进行综合分析的基础上,以三氯氢硅储罐出料管线金属波纹管开裂失效为例,重点从断口宏观形貌分析、金相组... 金属波纹管开裂失效是化工流程生产安全重点关注的技术问题。为了提高金属波纹管的安全稳定性,在对金属波纹管开裂失效的主要原因进行综合分析的基础上,以三氯氢硅储罐出料管线金属波纹管开裂失效为例,重点从断口宏观形貌分析、金相组织分析等方面入手,对该金属波纹管开裂失效的行为和原因进行了深入研究,结合现场生产实际运行数据,对金属波纹管开裂失效提出了有意义的防控策略。这有助于及时预防金属波纹管开裂失效事故,对确保设备长周期安全稳定运行具有重要指导意义。 展开更多
关键词 金属波纹管 开裂 微观形貌 金相组织 防控策略
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大口径阀门用精密金属波纹管成形工艺 被引量：6
15
作者 张大林 黄乃宁 +3 位作者 张文良 宋林红 付佳 唐清华 《阀门》 2014年第2期13-15,31,共4页
通过对大口径金属波纹管成形工艺方法比较,突出多波一次整体液压胀形工艺的优点,着重阐述金属波纹管液压成形模具的设计、波纹管半自动成形工艺流程的介绍和不同导向结构中的成形装备结构设计,针对特定精密金属波纹管采用相应的成形工... 通过对大口径金属波纹管成形工艺方法比较,突出多波一次整体液压胀形工艺的优点,着重阐述金属波纹管液压成形模具的设计、波纹管半自动成形工艺流程的介绍和不同导向结构中的成形装备结构设计,针对特定精密金属波纹管采用相应的成形工艺装备结构。 展开更多
关键词 阀门 大口径 金属波纹管 液压胀形 工艺
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高温硬密封球阀用金属波纹管的研制 被引量：6
16
作者 张文良 宋林红 +6 位作者 刘宏伟 关长江 李敏 李松禹 孙青 陈曦 王宝杰 《阀门》 2011年第3期26-28,共3页
论述了金属波纹管应用于球阀的方法,介绍了一种高温硬密封球阀用金属波纹管的研制过程,通过采用有限元设计分析方法,提高了波纹管刚度的计算精度。
关键词 波纹管 球阀 高温 硬密封 有限元法
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焊接结构对某型金属波纹管使用寿命的影响分析 被引量：6
17
作者 王升林 冯震 +2 位作者 刘士杰 马晓秋 王慧 《强度与环境》 CSCD 2021年第1期32-39,共8页
针对某补偿器波纹管出现的疲劳泄漏问题,开展了焊接结构对波纹管使用寿命的影响分析研究。首先,利用微结构分析的方法研究焊接结构形貌特性,并分析裂纹扩展机理,建立焊接结构的有限元模型;然后,利用子模型方法,对不同厚度焊缝的工作应... 针对某补偿器波纹管出现的疲劳泄漏问题,开展了焊接结构对波纹管使用寿命的影响分析研究。首先,利用微结构分析的方法研究焊接结构形貌特性,并分析裂纹扩展机理,建立焊接结构的有限元模型;然后,利用子模型方法,对不同厚度焊缝的工作应力进行了计算分析,并提出波纹管焊接结构优化方案;最后,基于计算结果和疲劳寿命理论,对原始、改进波纹管焊接结构抗疲劳能力进行了分析。结果表明:1)原始焊接状态下,波纹管上封头连接环处易出现焊接缺陷,厚、薄焊缝处最大应力分别为462.84MPa和816.81MPa,超出了材料的疲劳极限,是波纹管低周疲劳破坏的主要原因;2)理想无焊接缺陷状态下,该型波纹管上封头连接环焊缝区的最大应力大约为260MPa,安全系数约为2;3)改进型波纹管连接环焊缝焊趾区最大应力为113MPa,安全系数约为4。本文的研究可为金属类波纹管的焊接结构优化和耐久性分析提供参考。 展开更多
关键词 焊接结构 金属波纹管 裂纹扩展 使用寿命 仿真分析
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钢筋-UHPC灌浆波纹管锚固性能试验研究
18
作者 黎越华 杨展鹏 +2 位作者 张昊鼎 罗永乐 郑小红 《低温建筑技术》 2023年第4期129-132,共4页
为研究钢筋-UHPC灌浆波纹管的锚固性能,考虑波纹管直径D、钢筋锚固长度la、波纹管材料3个因素,设计了3组共12个钢筋-UHPC灌浆波纹管试件,进行拉拔试验。试验所有试件均发生了钢筋拉断破坏,分析破坏形态、荷载-位移曲线、应变等数据,结... 为研究钢筋-UHPC灌浆波纹管的锚固性能,考虑波纹管直径D、钢筋锚固长度la、波纹管材料3个因素,设计了3组共12个钢筋-UHPC灌浆波纹管试件,进行拉拔试验。试验所有试件均发生了钢筋拉断破坏,分析破坏形态、荷载-位移曲线、应变等数据,结论如下直径D为80mm的金属波纹管锚固性能最佳;当钢筋在UHPC灌浆波纹管中锚固长度la≥10d时,锚固可靠;金属波纹管比塑料波纹管锚固性能更好,推荐在UHPC灌浆波纹管节点连接中应用。 展开更多
关键词 UHPC 金属波纹管 锚固长度 波纹管直径 锚固性能
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基于ABAQUS的金属波纹管成形分析及应用研究 被引量：3
19
作者 吴京祥 王志辉 +1 位作者 王兆峻 李建雄 《机械工程师》 2022年第9期166-169,共4页
基于ABAQUS软件的非线性分析方法,构建了金属波纹管的成形过程和使用过程的力学模型。根据金属管材内高压成形的特点,分析了在特定的内压加载路径和补料相对位移路径条件下成形各阶段的坯料Mises应力分布,描述了内高压成形中存在的加工... 基于ABAQUS软件的非线性分析方法,构建了金属波纹管的成形过程和使用过程的力学模型。根据金属管材内高压成形的特点,分析了在特定的内压加载路径和补料相对位移路径条件下成形各阶段的坯料Mises应力分布,描述了内高压成形中存在的加工硬化、坯料减薄、工件回弹、残余应力等工艺特点,并通过ABAQUS软件的预定义场的设置将成形过程中存在的残余应力场和应变场全部加载到使用工况的分析中。在使用工况分析里重新设置边界条件,分析了在介质外压情况下波纹管从拉伸到压缩整个循环的Mises应力分布。使用ABAQUS/FE-SAFE模块,分析了在给定的位移加载序列情况下波纹管的疲劳寿命。研究结果表明,在金属波纹管成形后不做强化或者热处理的前提下,要将预定义场作为一个先决条件加在工件边界条件的设定之前,从分析结果来看,先期成形阶段的残余应力和变形与后继工况的复合作用的结果影响了工件的使用工况下的应力分布和使用寿命。同时分析显示,在使用工况下,不排除金属波纹管发生二次塑性变形的可能,其结果是提高了该处的流动应力。 展开更多
关键词 金属波纹管 内高压成形 预定义场 Mises应力 二次塑性变形
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动力吸振在输油泵机组垂向减振中的应用研究 被引量：4
20
作者 林武斌 滕汉东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期289-293,共5页
输油泵在输运成品油和原油时,其非驱动端轴承箱的垂向往往出现剧烈振动的情况,这些振动会引发泵壳开裂、加速轴承磨损、密封泄露以及泵上部分辅助管路焊缝开裂、出现油品泄露等情况,对设备管理提出很大的挑战。针对输油泵定频工作的特点... 输油泵在输运成品油和原油时,其非驱动端轴承箱的垂向往往出现剧烈振动的情况,这些振动会引发泵壳开裂、加速轴承磨损、密封泄露以及泵上部分辅助管路焊缝开裂、出现油品泄露等情况,对设备管理提出很大的挑战。针对输油泵定频工作的特点,应用动力吸振技术研制了一款金属波纹管吸振器,输油泵安装该吸振器后的减振效果达到55%,验证了动力吸振技术是一种输油泵振动控制的较好方法。 展开更多
关键词 输油泵 动力吸振 波纹管
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