S型焊接金属波纹管作为机械密封领域内重要的密封元件之一,被广泛应用于石化、化工、航天航空等各行各业使用液压和气动技术领域的机械密封环节之中。但焊接金属波纹管与系统产生共振时,会导致波纹管泄漏、寿命下降,甚至导致整个系统出现严重故障,严重威胁设备、人员和财产安全等。而振动模态分析和试验测试分析,可以预见波纹管的固有振动频率和基本振动形式,预防波纹管在使用时产生共振,从而避免造成严重后果。本文主要针对新疆乌苏市北方新科有限公司提供的DN63.5-12波单层、DN55-12波双层、DN55-8波双层和DN40-12波双层四个型号的S型焊接金属波纹管进行振动特性分析。首先对S型焊接金属波纹管进行有限元分析,在建立分析模型时,对其做了一定的假设与简化,并通过两种建模方式的对比分析,验证了整体式建模的可行性,也通过不同尺度网格的对比分析,证明在网格尺度小于等于0.5时可获取比较稳定的振动频率和振型。通过模态及径向响应频率的求解分析,得到了焊接金属波纹管在理想边界条件下的基本振型、固有频率值和响应频率等振动特性。然后搭建摆动激励和旋转激励两个试验测试平台,设计简单的工装夹具。对S型焊接金属波纹管在摆动激振和旋转激振这两种激振方式下进行试验测试,并分别利用加速度传感器和无接触式激光测振仪对振动信号进行测试和提取。得到了其一端固定,另一端自由状态下的前六阶频率响应曲线,及其在实际工作转速下1000Hz以内的频率响应曲线。通过对个响应曲线的分析,确定了焊接金属波纹管的实际振动频率,得到了焊接金属波纹管的振动特性。最后通过试验测试结果与仿真分析结果等的综合对比分析,分析了误差来源。特别是对应用最广泛的三个双层型号的波纹管进行横向和纵向的对比分析,得到双层型号的焊接金属波纹管在相同的边界条件下,当波纹管的内、外径尺寸参数相同时,波数多的其频率值小,波数少的其频率值反而大;而在其波数相同时,内、外径尺寸大的频率值大,内、外径小的频率值也小的振动规律,同时验证了仿真分析结果的可靠性与无接触式测试方式的相对稳定性。通过对S型焊接金属波纹管的振动特性分析,表明无论是仿真结果还是试验测试结果,其一阶频率均远大于波纹管的实际工况下的理论工作频率,因此波纹管在不考虑动环和静环等其它组件复合振动的条件下无共振现象。为焊接金属波纹管密封的设计、制造和应用提供了参考依据。