Ansys 陰解法ソルバーを用いた多層構造の編組素線から成る編組コルゲートホースの有限要素解析

編組コルゲートホースは、配管、工業、自動車および航空宇宙/ロケットなどさまざまな用途に使用されています。編組コルゲートホースは、単層または多層の金属製編組素線で覆われた、内面がセミフレキシブルな金属製コルゲートチューブまたはベローズを有します。編組線は、ピックへとまとめられます。ピックは、らせん状、時計回り、および反時計回り経路を交互にたどる平行ワイヤーの束です。金属製コルゲートチューブの柔性により、編組ホースアセンブリの圧縮、伸長、および屈曲が可能になります。図は上側2本および下側2本の編組パターンによる単一編組層を示しています。

編組コルゲートホースが内部で加圧されると、ホースの圧力が半径方向および軸方向の両方に作用します。ホース軸方向の圧力は、ホースの内圧にホース流れ面積を乗じたものに等しくなります。軸方向のホース圧力は、ベローズの波形と編組線を引き延ばすため、ワイヤーのねじれまたはコルゲートチューブベローズの頂面に対するワイヤーの圧縮が発生します。図は、2層の編組線を有する加圧ホースモデルのFEMの結果を示しています。複層編組モデルの編組線の軸力は、各編組層で大きく異なることがわかります。