陶兴伟 穆塔里夫·阿赫迈德，2 孙光耀 张伟国

(1.新疆大学机械工程学院 新疆乌鲁木齐 830047；2.新疆大学电气工程学院 新疆乌鲁木齐 830047)

机械密封因其泄漏量小、使用寿命长、工作可靠性能好， 广泛应用在化工、石油等工业领域中[1]。焊接式金属波纹管作为机械密封的关键零部件，是一种高效实用的弹性元件，其结构的可靠性和稳定性直接影响到机械密封系统的安全性和使用寿命。机械密封系统在运行过程中，波纹管一直伴随有高温、高压、启停、冲击和振动等复杂载荷，其失效的主要形式不再是由单一的静强度破坏和动失效形式[2]。因此，对机械密封系统的关键零部件焊接式金属波纹管进行随机振动分析更为符合失效的实际情况。

国内外学者对机械密封波纹管进行了广泛研究。张清波等[3]认为波纹管密封性能受自身平衡影响，并通过改变焊接式波纹管的关键结构参数，研究不同的结构参数对平衡直径的影响。谭金等人[4]对焊接金属波纹管的波形对其刚度的影响进行研究，结果表明波片的不同位置的波形尺寸对波纹管的刚度有不同的影响。陈宇翔[5]通过对多层波纹管的刚度和振动的激烈程度进行数值模拟和分析，得到了通过改变波纹管的材料、壁厚和增大波峰来增加刚度。王升林等[6]针对波纹管产生的疲劳泄漏问题，研究了波纹管的焊接结构对波纹管使用寿命的影响。PIERCE和EVANS[7]对处于循环载荷下的金属波纹管的失效进行分析。……