金屬波紋管與螺旋彈簧聯(lián)用時的剛度計算
在使用過程中，對剛度要求較大，而金屬波紋管本身剛度又較小時，可以考慮在波紋管的內(nèi)腔或外部配置圓柱螺旋彈簧。這樣不僅可以提高整個彈性系統(tǒng)的剛度，而且遲滯引起的誤差也可以大為減小。這種彈性系統(tǒng)的彈性性能主要取決于彈簧的特性和波紋管有效面積的穩(wěn)定性。
波紋管的彎曲剛度
波紋管的應(yīng)力計算
金屬波紋管作為彈性密封零件，**要滿足強度條件，即其較大應(yīng)力不**過給定條件下的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力可由極限應(yīng)力除以*系數(shù)得出。根據(jù)波紋管的工作條件和對它的使用要求，極限應(yīng)力可以是屈服強度，也可以是波紋管失穩(wěn)時的臨界應(yīng)力，或者是疲勞強度等。要計算波紋管較*作應(yīng)力**分析波紋管管壁中的應(yīng)力分布。
波紋管上的應(yīng)力是由系統(tǒng)中的壓力和波紋管變形所產(chǎn)生的。壓力在波紋管上產(chǎn)生環(huán)（周向）應(yīng)力，而在波的側(cè)壁、波谷和波峰處產(chǎn)生徑向的薄膜和彎曲應(yīng)力。不能抗彎的薄殼有時稱為薄膜，忽略彎曲而算得的應(yīng)力則稱為薄膜應(yīng)力。波紋管變形時產(chǎn)生徑向薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。波紋管在工作時，有的承受內(nèi)壓，有的承受外壓，例如波紋膨脹節(jié)和金屬軟管在多數(shù)情況下其波紋管承受內(nèi)壓，而用于閥門閥桿密封的波紋管一般情況下承受外壓在這里主要分析波紋管承受內(nèi)壓時的應(yīng)力，波紋管承受外壓的能力一般情況下**耐內(nèi)壓能力。隨著波紋管的廣泛應(yīng)用，人們對波紋管的應(yīng)力進行大量的分析研究和實驗驗證工作，提出了許多供工程設(shè)計使用的計算公式、計算程序和圖表。但是，有的方法由于圖表或程序繁復(fù)使用不方便，有的方法假設(shè)條件不是過于簡化就是過于理想，難以**使用上的***，不少方法未能為工程界所接受
波紋管的壽命是在工作條件下使用時，能**正常工作的較短工作期限或循環(huán)次數(shù)。用波紋管組成的彈性密封系統(tǒng)，經(jīng)常在承受較多循環(huán)次數(shù)的變動載荷和較大位移的條件下工作，因此確定波紋管的使用壽命，具有重要意義。因為波紋管的作用不同，對其使用壽命的要求也不一樣。
（1）波紋管用來補償管路系統(tǒng)中因安裝造成的位置偏差時，對其壽命要求只有幾次就夠了。
（2）波紋管用于開關(guān)頻率較高的恒溫控制器中，其壽命要達到10000次才能滿足使用要求。
（3）波紋管用于真空開關(guān)作為真空密封件時，其壽命要達到30000次才能**正常工作。
從上面三種使用實例中可見，由于使用條件不同，波紋管要求的使用壽命相差很大。波紋管壽命與所選用材料的疲勞特性有關(guān)，同時也取決于成形波紋管的殘余應(yīng)力的大小、應(yīng)力集中的情況和波紋管的表面質(zhì)量等。此外，使用壽命與波紋管的工作條件有關(guān)。例如：波紋管工作時的位移、壓力、溫度、工作介質(zhì)、振動條件、頻率范圍、沖擊條件等。

金屬波紋管 [1] 及翅片式波紋管在內(nèi)燃機冷卻器中的應(yīng)用，在汽柴油發(fā)動機冷卻器殼體內(nèi)或冷卻芯子的兩管板間安裝1－1000根帶有間斷性凸凹狀金屬波紋管，采用擴管法、焊接法等方法將其固定在一端管板上，使冷卻介質(zhì)的流動狀態(tài)發(fā)生改變，達到提高傳熱系數(shù)，增加傳熱效率。該發(fā)明構(gòu)思新奇、工藝實用、成本低廉、性能**、傳熱效率高、不結(jié)垢、壽命長、熱應(yīng)力小。
1、壓力根據(jù)軟管實際工作壓力，再查詢波紋的公稱通徑與壓力表,決定是否使用不銹鋼網(wǎng)套類型的。
2、尺寸軟管公稱通徑，選用接頭型式（主要有法蘭聯(lián)接、螺紋連接、**接頭連接）及的尺寸，軟管長度。
3、狀態(tài)按軟管使用時的狀態(tài)，參照金屬軟管的正確使用與安裝方法與軟管在沉降補償時的較佳長度．軟管各種運動狀態(tài)的長度計算及軟管的較小彎曲次數(shù)和較小彎曲半徑等因素，參數(shù)正確選取軟管長度，并正確安裝。
4、溫度軟管內(nèi)介質(zhì)的工作溫度及范圍；軟管工作時的環(huán)境溫度。高溫時，須按金屬波紋管高溫下的工作壓力溫度修正系數(shù)，確定溫度修正后的壓力，以確定選用正確的壓力等級。
5、介質(zhì)軟管中所輸送的介質(zhì)的化學屬性，按軟管材質(zhì)耐腐蝕性能參數(shù)表，決定軟管各零件的材質(zhì)。
6、真空軟管主要應(yīng)用于單晶硅生產(chǎn)使其達到負真空
金屬波紋管及其它彈性元件在某一*煮上的位移與作用載荷之間的關(guān)系稱為彈性特性，而位移和載荷都應(yīng)存元件材料的彈性范圍內(nèi)波紋管類組件的彈性特性可以用函數(shù)方程、表格與曲線圖等形式表示。其彈性特性取決于各類彈性元件的結(jié)構(gòu)及加載方式。元件的彈性特性可以是線性的或非線性的，非線性還可分為遞增特性和遞減特性兩種。
彈性特性是波紋管及其它彈性元件的一個主要性能指標。儀器儀表和測量裝置中使用的彈性元件，在設(shè)計時一般總是力求使元件的輸出量與被測參數(shù)（載荷）之間呈線性關(guān)系。這樣可以采用較簡單的傳動放大機構(gòu)實現(xiàn)儀表的等分刻度。
應(yīng)用比較普遍的方法有如下兩種：
1．數(shù)值法計算波紋管應(yīng)力
假定波紋管的全部波紋都處于同一條件下，在計算時只研究波紋管波紋的單個半波。這樣，在研究中就不考慮端部波紋，雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋有所不同。數(shù)值法是根據(jù)E．列斯涅爾對于變壁厚回轉(zhuǎn)薄殼產(chǎn)生軸向?qū)ΨQ變形時所列的非線性方程來解的。在推導(dǎo)E．列斯涅爾方程時，應(yīng)用了薄殼理論的一般假定，其中包括：與環(huán)殼曲率主半徑相比厚度很小的假定；材料的均一性和各向同性的假定。采用上述假定也會給計算帶來一定的誤差。因為在制造波紋管時，管坯的軋制，拉深和隨后的波紋塑性成形會造成材料力學性能上的各向異性和不均勻性。
2．美國EJMA 應(yīng)力計算方法
波紋管的有效面積計算
有效面積是波紋管的基本性能參數(shù)之一，它表征波紋管將壓力轉(zhuǎn)換為集中力的能力，在利用波紋管把壓力變成集中力輸出的場合，有效面積就是一個重要參數(shù)。
波紋管用于力平衡式儀表時，其有效面積的穩(wěn)定性會直接影響著儀表的精度。所以在這種場合不但要求波紋管具有合理的有效面積，而且還要求有效面積在工作過程中不隨工作條件而變化。
金屬波紋管及彈性元件中某一特**（自由端或中心）的位置變化。按照其運動軌跡，可分為線位移和角位移。在外界載荷作用下，金屬波紋管可能產(chǎn)生軸向位移、角向位侈及橫向位移。
金屬波紋管及彈性元件在額定載荷作用下所引起的位移值，也就是它們在正常使用條件下允許產(chǎn)生的工作位移。
各類彈性元件在工作瞬間或試驗期間允許**過額定位移的承受能力。在發(fā)生**載位移時，彈性元件不應(yīng)發(fā)生損壞、失效、失穩(wěn)等情況。對于儀表彈性敏感元件，**載位移一般限定在額定位移的125%，工程中使用的波紋管類組件，應(yīng)根據(jù)工程條件和*程度確定。

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