复合载荷下波纹管横向非线性弯曲摄动有限元法

采用新的小参数、将摄动法和有限元法相结合,研究了复合载荷作用下波纹管横向非线性弯曲的位移和应力分布。小参数为结构环向应变的均方根。将节点位移摄动展开,并以复合载荷的等效节点载荷为参考载荷,将其公共系数1摄动展开。由此划分载荷的级别、建立各级载荷和相应位移的关系,避免了常规的迭代运算。算例为一考虑自重的U型波纹管在注满水时的横向非线性弯曲问题。计算表明,波纹管的挠度和膜应力有非常显著的非线性效应;当最大挠度与壁厚之比达到5.1后本法将失效。本法在摄动小参数的选取和复合载荷的处理上有特色,能解决较大的挠度问题。