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机械密封用双层S型焊接金属波纹管是现阶段先进的一种密封部件，在机械密封领域的使用随着波纹管相关技术的不断发展而它的应用越来越广泛，它替代了弹簧和辅助密封圈，解决了高温下辅助密封的问题[1]。在机械、航空航天、化工、石油炼化、仪表工业、核设施等都具有至关重要的地位。波纹管作为一种具有许多同心环状波形褶皱的薄壁管状物，使用在机械密封领域，可以补偿安装错位问题，可以适应高温高热的实际工作环境，但是疲劳寿命的计算以及泄油量的控制一直未得到有效解决。本课题中用来试验测试的是S型双层焊接金属波纹管，是基于仿生拓扑优化方法IBone对V型波纹管进行结构优化后的产物[2]。随着机械密封技术的不断发展，对于关键部件波纹管的研究也是很有必要的，而研究波纹管的相关性能，首先必须从波纹管的刚度研究入手。针对合作单位新疆乌苏北方新科有限公司的波纹管试件组，包括DN35系列，DN55系列和DN100系列。而每个系列组又分别从2波，4波，6波…24波，共12个波纹管组成，总计36个试件构成了一个波纹管试件组做了轴向刚度试验。为后期的实验研究打下殷实的试验基础。分别在刚度测试仪上对新疆乌苏北方新科有限公司提供的不同管径的S型双层焊接金属波纹管（即DN100系列，DN55系列，DN35系列），共三个系列36个试件进行了刚度试验，得出了负载位移曲线，进而计算出每个波纹管的刚度。其次,在ANSYS软件下的workbench中对所有波纹管试件进行建模，然后网格化，进而模拟边界条件，模拟计算出所有波纹管试件的刚度值。最后，对波纹管组的实验刚度值与ANSYS软件模拟计算值进行对比分析，得出结论:1.对三个不同管径的波纹管系列组进行了轴向刚度的试验，得到了所有波纹管试件的刚度值以及相关规律。2.对三个不同管径的波纹管系列组在AWE环境下做了数值模拟计算，得到了所有试件的理论模拟的刚度值以及相关规律。3.将试验刚度值和数值模拟刚度值进行了对比分析，试验值和模拟值是接近的，证明试验结果是可靠的。