技術參數.


承載載荷


作用在金屬波紋管及其它彈性元件上的各種預期的負荷值，如集中力F、壓力p 和力矩M 等。在金屬波紋管類彈性元件使用時，除給定施加的載荷值外，還須給定載荷的作用方向及作用位置。對于壓力載荷，還要說明彈性元件是承受內腔壓力或外腔壓力。

金屬波紋管及其它彈性元件在正常工作條件下允許使用的較大載荷值或滿量程值。它通常是預期的設計值，或是對產品原型經過實際檢測后再經修定的設計值。

具體彈性元件產品在工作中經受瞬間或試驗期間允許**過額定載荷而不發生損壞、失效、失穩時的承載能力。對于儀表彈性敏感元件，一般限定**載能力為額定載荷的125%。在工程中使用的波紋管類組件，一般限定在額定載荷的150%。根據工程要求，當要求大的安全系數時，使用的彈性元件規定不允許有任何**載，因此載荷必須小于或等于額定載荷值。

 位移特性


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。在發生**載位移時，彈性元件不應發生損壞、失效、失穩等情況。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，應根據工程條件和安全程度確定。

 彈性特性


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系稱為彈性特性，而位移和載荷都應存元件材料的彈性范圍內波紋管類組件的彈性特性可以用函數方程、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構及加載方式。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，在設計時一般總是力求使元件的輸出量與被測參數（載荷）之間呈線性關系。這樣可以采用較簡單的傳動放大機構實現儀表的等分刻度。

 殘余變形


金屬波紋管及其它彈性元件的殘余變形是指加載后元件產生位移，而卸載后再經過相當長的一段時間彈性元件仍不能回復到原始位置．產生一個*變形的殘留值。元件的殘余變形里與使用狀態有關。當拉伸（或壓縮）的位移里逐漸增大到一定的位移值后，殘余變形將顯著增加。

殘余變形是判定彈性元件變形能力的參數對于彈性敏感元件，如果在達到額定位移值后產生了較大的殘余位移，這將影響儀表的測量精度。因此．一般對殘余變形量給出一定的界限值。在工程中應用的波紋管類組件（如波紋膨脹節），有時為得到較大的位移，使元件工作在彈塑性區，會出現較大的殘余變形。如能滿足一定的使用壽命而不失效．這時殘余變形量不再考慮。

.  折疊 編輯本段 設計.



金屬波紋管設計的理論基礎是板殼理論、材料力學、計算數學等。波紋管設計的參數較多，由于波紋管在系統中的用途不同，其設計計算的重點也不一樣。例如，波紋管用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內其有效面積不變或變化很小，用于測量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；用于真空開關管作真空密封件，要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命；用于閥門作密封件，要求波紋管應具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。根據波紋管的結構特點，可以把波紋管當作圓環殼、扁錐殼或圓環板所組成。設計計算波紋管也就是設計計算圓外殼、扁錐殼或團環板。

計算的參數為剛度、應力、有效面積、失穩、允許位移、耐壓力和使用壽命。

 耐壓力


耐壓力是波紋管性能的一個重要參數。波紋管在常溫時，波形上不發生塑性變形所能承受的較大靜壓力，即為波紋管的較大耐壓力在一般情況下，波紋管是在一定的壓力（內壓或外壓）下工作的，所以它在整個工作過程中必須承受這個壓力而不產生塑性變形。

波紋管的耐壓力實際上屬于波紋管的強度范疇。計算的關鍵是應力分析，也就是分析波紋管管壁上的應力只要波紋管管壁上較大應力點的應力不**過材料的屈服強度，波紋管所受的壓力就不會達到其耐壓力。

同一波紋管在其它工作條件相同時，受外壓比受內壓時的穩定性要好，所以，受外壓作用時的較大耐壓力比受內壓時高。

當波紋管兩端固定，如果在其內腔通入足夠大的壓力時，波紋管波峰處有可能爆破損壞。波紋管開始出現爆破時波紋管內部的壓力值稱為爆破壓力。爆破壓力是表征波紋管較大耐壓強度的參數。波紋管在整個工作過程中，其工作壓力遠小于爆破壓力，否則波紋管將破裂損壞。

當波紋長度小于或等于外徑時，其計算結果和實際爆破壓力很接近；對細長型波紋管其實際爆破壓力要低很多。爆破壓力大約為允許工作壓力的3~10倍。

 穩定性


當波紋管兩端都受到限制時，如果波紋管內壓力增大至某一臨界值，波紋管就會產生失穩現象。

 允許位移


對于工作在壓縮狀態的波紋管，它的較大壓縮位移是：波紋管在壓力作用下，壓縮到波紋之間相互彼此接觸時所能產生的較大位移值，也稱為結構允許較大位移，它等于波紋管自由長度與較大壓縮長度之差。

波紋管不產生塑性變形情況下所能獲得的較大位移稱為波紋管的允許位移。

波紋管在實際工作過程中會產生殘余變形，殘余變形又稱*變形或塑性變形，波紋管在力或壓力作用下產生變形，當力或壓力卸除后，波紋管不恢復原始狀態的現象稱殘余變形，殘余變形通常用波紋管不恢復原始位置的量來表示又稱零位偏移。

波紋管位移與零位偏移之間的關系，無論拉伸還是壓縮位移，在波紋管位移的起始階段，它的殘余變形量都很小，一般都小于波紋管標準中規定的允許零位偏移值。但是，當拉伸（或壓縮）位移量逐漸增大到**過一定的位移值后，會引起零位偏移值的突然增大，這表示波紋管產生比較大的殘余變形，在這之后．如果再增大一點位移量，殘余變形將顯著增加。所以波紋管一般不應**過這個位移量，不然將會嚴重的降低其精度、穩定性和可靠性以及使用壽命。

波紋管在壓縮狀態下工作時的允許壓縮位移量比工作在拉伸狀態下的允許拉伸位移量要大一些，所以在設計波紋管時應盡可能讓波紋管在壓縮狀態下工作。通過實驗發現，在一般情況下，同一材料、同一規格的波紋管，其允許的壓縮位移是允許的拉伸位移的1.5倍。

允許位移與波紋管的幾何尺寸參數及材料性能有關。一般情況下，波紋管的允許位移大小與材料的屈服強度及外徑的平方成正比，而與材料的彈性模量、波紋管的壁厚成反比。同時，相對波深、波厚對它也有一定影響。

壽命


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次數。用波紋管組成的彈性密封系統，經常在承受較多循環次數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，同時也取決于成形波紋管的殘余應力的大小、應力集中的情況和波紋管的表面質量等。此外，使用壽命與波紋管的工作條件有關。例如：波紋管工作時的位移、壓力、溫度、工作介質、振動條件、頻率范圍、沖擊條件等。

波紋管在工作過程中，其壽命長短主要取決于工作過程中產生的較大應力。為了降低應力，一般通過減少波紋管的工作位移和降低工作壓力來實現。在一般設計中規定波紋管的工作位移應小于它的允許位移的一半，它的工作壓力應小于波紋管的耐壓力的一半。

對生產的波紋管進行試驗證明，如果波紋管按上述規范工作，它的便用壽命基本土可達到5萬次左右。

根據工作壓力性質的不同，波紋管的允許位移也有所區別一般波紋管只承受軸向載荷（拉力或壓力）時，它的允許位移可在波紋管有效長度的10%~40%之間選用；而在波紋管承受橫向集中力、扭轉力矩或綜合受力時，波紋管的允許位移應適當減小。

應用多層波紋管可以降低剛度和變形引起的應力，因而可以在很大程度上提高波紋管的壽命。

波紋管在其它情況相同而工作壓力性質（恒定或交變載荷）不同的條件下工作時，其使用壽命將有差別。顯然，在交變載荷下工作時，波紋管的壽命比恒定載荷下工作時要短一些。

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