对进行温度、压力和位移载荷综合作用下的有限元分析，载荷施加分为三个载荷步,依次为温度载荷,压力载荷和位移载荷,第三步位移载荷分为多个时间子步逐渐增加,通过结构中塑形应变出现的时间,得到金属波纹管发生屈服时对应的位移量,即认为此时的位移量是金属波纹管的极限位移载荷。

　　金属波纹管的温度载荷由传热分析计算结果直接提取,两端温度从454℃至577℃;此外还对调节阀阀体被保温层覆盖时,金属波纹管两端温度为500℃至577℃情况下,以及金属波纹管在常温25℃情况下的金属波纹管应力分布及屈服时间进行计算分析。

　　金属波纹管在设计工况下,上端为高温端,下端为低温端,低温端由于材料屈服极限较高,故应力位置出现在金属波纹管温度较低的一端,而塑形应变发生于高温端。

　　金属波纹管在温度、压力和位移载荷综合作用下,应力位置出现在波峰波谷附近,且随着与波峰波谷距离的增加,金属波纹管应力逐渐减小,在金属波纹管中部出现应力最小值。金属波纹管的Mises应力值为169MPa,出现在金属波纹管两波片交界部位,这是由于金属波纹管厚度在此处突然增加所致。

　　金属波纹管塑形应变位置与应力位置相一致,在金属波纹管两波片交界处塑形应变。

　　总结

　　(1)根据温度、压力和位移载荷作用下、金属波纹管应力分析发现,位移载荷是造成金属波纹管损坏的主要原因,金属波纹管与金属波纹管相比,相同尺寸的金属波纹管形式更为适合熔盐堆调节阀所使用工况;

　　(2)得到了金属波纹管在设计载荷下应力分布规律,应力位置出现在波峰波谷侧面,金属波纹管应力随着与波峰波谷距离的增加,逐渐减小;

　　(3)金属波纹管出现屈服位置出现在金属波纹管波片交界及位置,与应力位置不一致,高温使得金属波纹管进入屈服的时间大大提前,约为常温下屈服时间的三分之一,但调节阀阀体采取保温措施对金属波纹管屈服影响不大。