由于金属软管主要吸收系统产生的横向、轴向位移， 除了安装时保证金属软管的自由度，还可以通过管道的布置来吸收，常见的配管方式有两种，L型（见图2）和Z型安装（见图3）。L型安装较常见，整体布局整洁美观，减少了管道长度，降低流体阻力，但管道所产生的轴向应力将作用在金属软管和储罐管嘴上， 这样缩短了软管、阀门的使用寿命，同时也会损坏管嘴，造成油品泄漏。产品美观，结构紧密，广泛应用于精密仪器仪表配线、电力、电线、塑料、橡胶等行业的电线及电器保护。Z型安装虽增加了管道长度和弯头数量，但管系的轴向位移可以由其自身吸收，减少对金属软管和管嘴的轴向应力，延长使用寿命，也有利于管系的稳定。

从安全角度和使用寿命角度考虑，Z型安装优于L型，所以在平面位置允许的情况下优先选

择Z 型安装。

金属软管具有质量轻、体积小、承压高、耐腐蚀、耐高低温、抗i疲劳、柔性好等优点，能够吸收振动，补偿安装偏移和管线位移，广泛应用于航空、航天、船舶和兵i器等领域[1-4]。目前在航空发动机上的金属软管多用于补偿制造偏差和热偏差，而补偿较大运动位移在国内的大中型涡喷、涡扇发动机研制中尚未应用。波纹金属软管从结构上来看，金属波纹管的培料有带材和管材两钟，它们都可以成型出环形波纹管和螺旋形波纹管。本文对金属软管在工作时管形变化对位移的补偿能力进行分析和研究。

?金属软管计算方法及步骤

计算方法及步骤

长度计算

软管的长度计算主要包括2 个步骤：软管路径确定和路径长度计算，基于材料力学原理，均匀软管在两端受约束后，其中心线形状应至少满足2 阶光滑连续；基于高等数学原理，已知曲线起点、终点的坐标和外切向矢量，可以惟一确定1 条3 次样条曲线。

以提供的接头端面圆心坐标为软管的起、终端面圆心坐标，以接头端面外矢量为软管端面内矢量，采用样条曲线对软管路径进行拟合。具体拟合方法为：

（1）以起点为坐标原点O，以起点－终点连线为对于按某一工况进行样条曲线拟合得到路径的软管，在其它位移补偿工况时，软管形状必然发生改变，曲率半径也发生改变。在此位置安装状态下，软管受到轴向载荷时可以有2个移动方向，否则若只能向1个方向移动，将会影响金属软管的强度，降低使用寿命。本文采用有限元法对其他工况下的变形进行计算（如图5 所示）。软管分析建模采用了以下假设：

（1）相对于软管管体，管接头及相关组件刚性较大，假定在位移补偿中，接头端面只有平动，而无转动。

（2）软管内波纹管的波长相对其长度为小值，壁厚较薄，而网套沿长度方向较为均一，假定软管管体截面惯性距沿其长度方向均匀分布。

具体实施步骤为：

（1）建立软管在样条曲线工况下的路径曲线模型；

（2）采用管单元对路径曲线进行单元划分；

（3）输入管截面尺寸参数和材料信息；

（4）一端进行完全零位移约束，另一端按补偿工况要求的位移值施加平动位移，并约束转动位移；

（5）进行几何非线性求解。