波纹补偿器U形膨胀节是石油化工设备上常用的一种挠性元件 ,它能有效地起到补偿轴向变形及降低设备轴向应力的作用。因此尽可能准确地计算波纹补偿器U形膨胀节的轴向刚度对合理设计U形膨胀节的结构参数 ,保证设备的安全运行具有重要意义。
      目前 ,波纹补偿器U形膨胀节轴向刚度采用EJMA提供的工程近似简化方法计算 。对于单层波纹补偿器 ,用膨胀节展开后曲梁的力学模型近似替代了原始的轴对称环板 壳体的力学模型。而对于多层膨胀节 ,其力学模型也和单层的类似 ,即将多层膨胀节的每一层叠加起来。显然 ,上述近似简化计算的力学模型与实际情况有较大的差别。因为轴对称环板 壳体结构与曲板或曲杆在轴向刚度方面应有一定的差距 ,而多层膨胀节每层之间的间隙对轴向刚度会产生一定的影响[2 ] 。文中从轴对称结构的基本模型出发 ,运用大型有限元计算软件ANSYS对U形膨胀节的轴向刚度进行了弹性分析 ,并将计算结果与EJMA方法的计算结果进行了对比。