法兰式双层波纹补偿器具有刚度小、柔韧性好、补偿量大、疲劳寿命长的特点。广泛应用于航空航天、船舶、汽车、石化、热能等行业。
法兰式双层波纹补偿器的成形方法有很多种,其中液压胀形法具有成形效率高、力学性能好等优点,已成为金属波纹管塑性成形的一种重要方法。
法兰式双层波纹补偿器的胀形过程包括两个阶段:第一阶段为波形成形,第二阶段为挤压成形。波纹管的回弹受胀形工艺参数的影响很大,尤其是双层波纹管,层间的接触和约束行为使其回弹过程更加复杂。因此,掌握工艺参数对法兰式双层波纹管补偿器回弹的影响,实现双层波纹管的成形具有重要意义。
法兰式双层波纹补偿器液压胀形的研究方法主要包括实验、理论分析和数值模拟。其中,数值模拟方法因其能快速实现和系统分析成形过程而得到广泛应用。多层波纹管液压胀形建模与单层波纹管胀形建模的区别在于:层间的接触和约束条件的处理。比较了双层波纹管和单层波纹管在液压胀形过程中的回弹情况。结果表明,双层波纹管回弹后的尺寸变化大于单层波纹管。然而,以上对成形参数影响的研究主要集中在单层波纹管液压成形。法兰式双层波纹补偿器的优点如下:
(1) 结果表明,双层波纹管的长度、波高和波厚基本呈线性关系,且长度和波厚远大于波高。
(2) 内压对回弹的影响大于模具行程的影响,挤压速度对回弹的影响可以忽略不计。
(3) 膨胀率越大,回弹越大,回弹对工艺参数的变化比较敏感。