软管的计算方法及步骤

　　软管的计算方法及步骤

　　长度计算

　　软管的长度计算主要包括2 个步骤：软管路径确定和路径长度计算，基于材料力学原理，均匀软管在两端受约束后，其中间线的形状应至少满足2 阶光滑连续;基于高等数学原理，已知曲线起点、终点的坐标和外切向矢量，可以惟一确定1 条3 次样条曲线。

　　以表2 提供的接头端面圆心坐标为软管的起、终端面圆心坐标，以接头端面外矢量为软管端面内矢量，采用样条曲线对软管路径进行拟合。具体拟合方法为：

　　(1)以起点为坐标原点O，以起点-终点连线为对于按某一工况进行样条曲线拟合得到路径的软管，在其它位移补偿工况时，软管形状必然发生改变，曲率半径也发生改变。本文采用有限元法对其他工况下的变形进行计算(如图5 所示)。软管分析建模采用了以下假设：

　　(1)相对于软管管体，管接头及相关组件刚性较大，假定在位移补偿中，接头端面只有平动，而无转动。

　　(2)软管内波纹管的波长相对其长度为小值，壁厚较薄，而网套沿长度方向较为均一，假定软管管体截面惯性距沿其长度方向均匀分布。

　　具体实施步骤为：

　　(1)建立软管在样条曲线工况下的路径曲线模型;

　　(2)采用管单元对路径曲线进行单元划分;

　　(3)输入管截面尺寸参数和材料信息;

　　(4)一端进行完全零位移约束，另一端按补偿工况要求的位移值施加平动位移，并约束转动位移;

　　(5)进行几何非线性求解。