應(yīng)用有限元法分析不同的工程背景的實(shí)際問題都可以歸結(jié)為離散有限元模型，通過給定載荷，定義初始、邊界條件，確定材料類型，分析求解，后處理出等一系列的步驟來進(jìn)行有限元仿真。金屬波紋管作為一種彈性元件，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本相似，根據(jù)應(yīng)用場合和工作方式不同，可以把工況分為幾大類：內(nèi)壓、外壓、軸向位移、擺動(dòng)等。對于有限元分析設(shè)計(jì)，如果逐一進(jìn)行建模、分析、重復(fù)量相當(dāng)大，有相當(dāng)多的時(shí)間花費(fèi)在建模過程中。波紋管一般的研制過程是“設(shè)計(jì)——有限元分析——修改設(shè)計(jì)——有限元分析”的過程，需要多次進(jìn)行有限元模式的建立，影響研制效率。此外，采用參數(shù)化分析有利于金屬波紋管有限元分析設(shè)計(jì)的推廣應(yīng)用。
波紋管的疲勞壽命分析
疲勞壽命仿真分析是建立在試驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門新興學(xué)科，由于影響結(jié)構(gòu)疲勞性能的參數(shù)比較多，各個(gè)參數(shù)離散性也比較大，因此很長時(shí)間以來難以應(yīng)用于工程實(shí)踐。但是近年來隨著疲勞理論的不斷完善，加之計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)的日臻成熟，出現(xiàn)了有限元結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度研究的方法，并且開始廣泛應(yīng)用在實(shí)踐中金屬波紋管作為一個(gè)彈性、承壓零件，它的主要失效形式為疲勞破壞。波紋管的使用壽命在10萬次以內(nèi)的，用初始裂紋法進(jìn)行疲勞壽命分析；波紋管的使用壽命在10萬次以上的，用全壽命分析法進(jìn)行疲勞壽命分析。影響金屬波紋管疲勞壽命的因素很多，其中最重要的因素有波紋管的幾何參數(shù)、成形時(shí)壁厚減薄、加工硬化、熱處理狀態(tài)、材料循環(huán)特性、工作條件等。