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摘要
真空灭弧室用波纹管服役工况复杂，采用传统的理论计算方法和试验手段难以准确预测其疲劳寿命，一定程度上制约波纹管的设计与选用。本文利用数字图像相关技术，基于拉伸试验、疲劳试验，精细化获得了波纹管构件的S-N曲线，基于ANSYS有限元分析软件，建立波纹管弹塑性变形有限元模型，通过XTDIC验证了模型的准确性，结合nCode DesignLife对波纹管疲劳寿命进行了预测，并验证其准确性。研究了关键工艺参数(压力、位移、速度)对波纹管波峰、波谷等关键特征区域应力、应变和疲劳寿命的分布演变规律。研究表明：波纹管在只施加外压的工况下，波峰内壁处更容易产生疲劳损伤，位移载荷对波纹管应力应变分布影响更为显著，位移越大，波纹管更容易产生应力集中。在加载位移不变时，速度越大，波纹管等效应力越大，此时耦合0.2 MPa外压，抵消部分应力集中。在0.2 MPa外压下，当压缩速度由0.5 m/s增加到4 m/s，最大等效应力由378.89 MPa增加到424.27 MPa，疲劳寿命由49 540次减小到3 064次。
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单位平高集团有限公司; 河南科技大学
