波纹管作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件，由于具有工作可靠、结构紧凑等特点，现已广泛应用于各个工业部门，作为管道和设备的热膨胀与相对位移补偿、隔振、活动密封以及仪表弹簧等用，并仍在不断地扩大它的使用领域。波纹管联轴器是用波纹管直接与两个半联轴器相连而成。波纹管是一种外表面呈波纹状的薄壁管件，一般由不锈钢或铜合金加工制成，具有较高的轴向弹性。此类联轴器的特点是重量轻、体积小，耐热、耐腐蚀性能好，惯性力小，弹性好。波纹管属壳类零件，要从力学角度来分析它有一定的困难。由于计算此联轴器的强度有限元分析存在一定的难度，因此，国内外目前一般只用于传递运动，而很少用于传递动力。另外，波纹管普遍被人们认为是不能承受扭矩作用，也即在扭矩作用下波纹管很容易被扭屈。
      但是，经过对波纹管的结构分析发现波纹管的直边长度和波峰波谷的圆弧半径对波纹管轴向、角向的补偿影响较大，波纹管的直径和壁厚对承受扭矩有较大影响。通过几何非线性的有限元计算，在一定的结构尺寸下，波纹管的结构坍塌是发生在强度破坏之后。例如一波纹管的尺寸为，外径65mm，内径40mm，壁厚1mm，波峰和波谷圆弧半径为3mm，共四个波。在只承受6 000N m扭矩的作用下，结构未发生坍塌现象，但此时的安全系数仅为0.046，已不能满足强度条件。本文还解决了波纹管应力和强度的设计计算问题，成功地设计出用于动力传递、作为传动装置的一种新型波纹管联轴器，此联轴器能够部分代替另外一种新型联轴器—叠片联轴器。
      目前波纹管的强度计算方法有几种，用有限元法分析可以得到其最大应力的数值，而且还可以知道最大应力的位置及应力的性质和方向，以及得到整个波形截面上的应力分布和位移情况。对于复杂受力，如同时承受扭转、轴向和角向变形的情况，它可以直接得到准确的计算结果，而其他的计算方法或者只能间接地取偏安全的数值，或者无法确定。波纹管的形状是一种壳体，且作为联轴器需要传递扭矩，还要补偿位移，所以选用壳单元来计算波纹管联轴器的应力。壳单元在有限元中是一种较为复杂的单元，它需要把波纹管划分为有限个壳单元，分别给出每个壳单元中各个节点的法面矢量，稍有疏忽有限元程序就无法计算，或者计算结果完全错误。在计算时采用了4节点壳单元，并在ADINA84上运行计算。由于联轴器不仅要传递扭矩，还要补偿轴向和角向位移，所以采用了大位移非线性计算。


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