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【波紋管產品說（shuō）明】新（xīn）躍牌（pái）波紋管技術資料

波紋管定義：

中文名稱：波紋管 英文名稱：bellows 定義（yì）：具有（yǒu）多個（gè）橫向波紋的圓（yuán）柱形（xíng）薄壁折（shé）皺殼體。 應用（yòng）學科：機械工（gōng）程（一級學科）；儀器儀表（biǎo）元件（二級學科（kē））；彈性元（yuán）件-波（bō）紋管(儀器儀（yí）表)（三級學科） 以上內容由全（quán）國科學技術（shù）名詞審定委員會審定公（gōng）布

    波紋管用可折疊皺紋片沿折疊伸縮方向連接成的管狀（zhuàng）彈性敏感元件。它的開口端固定，密封端處於自由狀態，並利用輔助的螺旋彈簧或簧片增（zēng）加彈性。工作時在內部壓力的作用（yòng）下沿管子（zǐ）長度方向伸長，使活動端產生與壓力成一定關係的位移。活動端帶動指針即可直接指（zhǐ）示壓力的大小。波紋管常常與位移傳感（gǎn）器組合起來構成輸出為（wéi）電量（liàng）的（de）壓力傳感器，有（yǒu）時也用作隔離元件。由於波紋管（guǎn）的伸展（zhǎn）要求較大的（de）容積變化，因此它的響應速度低於波登管。波紋管適於測量低壓。

波紋管種類：

波紋管主要包括金屬波紋管、波紋膨脹節、波紋換熱、管、膜片（piàn）膜盒和金屬軟管等。金屬波紋管主要應用於補（bǔ）償管線熱變形、減震、吸收管（guǎn）線沉降變形等作用，廣泛應用（yòng）於石化、儀表、航天、化工、電（diàn）力、水泥、冶金（jīn）等行業。塑料等（děng）其他材質波紋管在介質輸送、電力穿線（xiàn）、機床、家電等領域有著不可替代的作用。 　　

波紋管壓力測量儀表（biǎo）中的一種測壓彈性元（yuán）件。它是具有（yǒu）多個橫向波（bō）紋的圓柱（zhù）形薄壁折皺的殼體，波紋管具有彈性，在壓力、軸向力、橫向（xiàng）力或彎矩作用下能產生（shēng）位移。波（bō）紋管在儀器儀表中波（bō）紋管（guǎn）應用廣（guǎng）泛，主要用途是作為壓力測量儀表的測量元（yuán）件（jiàn），將壓力轉（zhuǎn）換成位移或力。波紋管管壁較薄，靈敏度較高，測（cè）量範圍為數十帕至數十兆（zhào）帕。另（lìng）外，波紋管也可以用作密封隔離元件，將兩種介質分（fèn）隔開來或防止有害流體（tǐ）進入設（shè）備的測（cè）量（liàng）部分。它還可以（yǐ）用作補償元件（jiàn），利用其體積的可變性（xìng）補（bǔ）償儀器的（de）溫度誤差。有時也用作為兩個零件的彈性聯接接頭（tóu）等。波紋管按構（gòu）成材料可（kě）分為金屬波紋管、非金（jīn）屬波紋管兩種；按結構可分為單層和多層。單層波紋管（見圖）應用較多。多（duō）層波紋管強度高，耐久性好，應力（lì）小，用在重要（yào）的測量中。波紋管的材料一般為青銅、黃銅、不鏽鋼、蒙乃爾（ěr）合金和（hé）因康鎳爾合金等。

波紋管的主要技術參（cān）數

功能參數：它（tā）們是金（jīn）屬波紋管類彈（dàn）性元件（jiàn）的主要（yào）功能指（zhǐ）標，是判定波紋管類組件能否應用的重要判據。這類參數除給定一個額定值外，還要給定一個允差範圍（界限值），以保證彈性元（yuán）件（jiàn）使用的可靠性。

質（zhì）量參數：在金屬（shǔ）波紋管類組件使用時並不涉及此類參數，隻（zhī）有在彈性（xìng）元件性能（néng）檢測與質量評定（dìng）時才直接測量這些參數。根據測試結果，來判定元件的（de）功能、質量、失（shī）效性和可靠（kào）程度。

載荷：作用在金屬波紋管及其它彈性元件（jiàn）上的各種預期的負荷（hé）值，如集（jí）中（zhōng）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（fāng）向及作用位置。對於壓力載荷，還要說明彈性元件是承受內腔壓力或外腔壓力。

公稱載荷：金屬波紋管（guǎn）及其（qí）它彈性元件在正常工作條件下允許使用的最（zuì）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後（hòu）再經（jīng）修定的設計值。

超載載荷：具體彈性元件產品在工作中經受瞬間或試（shì）驗期間允許（xǔ）超過額定載荷而不發生損壞、失效、失穩時的承載能力。對於儀表彈性敏感元件，一般限定超載能力為額定載荷的125%。在工程中使用的波紋管（guǎn）類（lèi）組件，一般限定在額定（dìng）載荷的150%。根據工程要求，當要求大的（de）安全係（xì）數（shù）時，使用的彈性元件（jiàn）規定不允許有任（rèn）何超載，因此載荷必須小於或等於額定載荷值。

位（wèi）移：金屬波紋管及（jí）彈性元件中（zhōng）某一特定點（自由端或中心）的位置變化。按照其運動軌跡，可（kě）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（yí）。

額定位移：金屬波紋管（guǎn）及彈性元（yuán）件在額定載荷作用下所引起的（de）位移值，也就是（shì）它們（men）在（zài）正常使用條件下允許產生（shēng）的工作位（wèi）移。

超載位移：各（gè）類彈性元件在工作瞬間或試（shì）驗期間允許超過額（é）定位移的（de）承（chéng）受能力。在發生超（chāo）載（zǎi）位移時，彈性元件不應發生損壞、失效、失穩等情況。對於儀表彈性敏感元件，超載位移一般限定在額定位移的125%，工程中使用的波紋（wén）管類組件，應（yīng）根據工程條件和（hé）安全程度確定。

彈性（xìng）特（tè）性：

　　金屬波紋（wén）管（guǎn）及其（qí）它彈性元件在某一指（zhǐ）定煮上（shàng）的（de）位（wèi）移與作用載荷之間的關係稱為彈性特（tè）性（xìng），而位移和載荷都應存元件材料的彈性範圍內（nèi）波紋管類組件的彈（dàn）性特（tè）性可以用函數方程、表格與曲線（xiàn）圖等形式表示。其彈性特性取決於各（gè）類（lèi）彈性元件的結構及加載方式。元件的彈（dàn）性特性（xìng）可以是線（xiàn）性的或非線（xiàn）性的，非線性還（hái）可分為遞增特性和（hé）遞減（jiǎn）特性兩種。彈性特性是波紋（wén）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（de）彈性元件，在設計（jì）時一般總是力求使元件的輸出量與被測參數（載荷）之間呈線性關係。這樣可以采用較簡單的傳動放大機（jī）構實現儀表的等分刻度。

剛度、公稱剛度（dù）和剛度（dù）允差

剛度：使金屬波紋管或其它（tā）彈性元件產生（shēng）單位位移所需要的載荷值稱為元件的剛度，一般用“K”表示。如果元件的彈性特性是非線性的，則剛度不再是常數（shù），而（ér）是隨著載荷的增大（dà）發（fā）生變化。

公稱剛度：彈性元件設計計算時給出的剛度稱為公（gōng）稱（或額定）剛度．它與元件的實測剛度有誤差，特別是具有非線性彈性特性的彈性元件。公稱剛度（dù）代表的是曲線上哪一點的剛度，則要仔細考慮。一般（bān）來講（jiǎng），公稱（chēng）剛度最好不要直接采用設計計（jì）算值，而是應該用產品原型經過（guò）測試後的修（xiū）正（zhèng）值。

剛（gāng）度允差：對一批彈性（xìng）元件（jiàn）測試時剛度允許的分散範圍。對同批彈性元（yuán）件，每（měi）一個元（yuán）件的剛度均不盡相同，有一（yī）個分散（sàn）範圍。為了保證元件的使用性能，就必須對剛度分散範圍有一個限定。對彈性（xìng）敏感元件，其剛度允差要求限定在公稱值（zhí）的+/-5%以內；一般工程用的波紋（wén）管類彈性元件，剛度允差可限定在+/-50%之（zhī）內。

靈敏度：

　　金（jīn）屬波紋管及其它彈性元件承受單位載荷時所產件的位侈量稱為元件的靈敏度。剛度和靈敏度是波紋管及其它彈性元件（jiàn）的主要功能參數，但它（tā）們又是同一使用特性的兩種不同的表示方法。對於不同（tóng）的場合，為便於分析問題，可采用其中任何一種（zhǒng）參（cān）數。

有效麵積（jī）：

　　對於實現壓力一力或力一壓力轉換的彈性元件，還有一（yī）個重要的功（gōng）能指標是有效麵積。有效麵積是指彈性元件在單位壓力作用下，當其位移為零時所能（néng）轉換成集中力的大（dà）小。

使用（yòng）壽命：

　　彈性元（yuán）件下作時有兩種狀態；一種是在一定的載荷和位移情況下工作，並保持載荷（hé）、位移始終不變或很少變化，稱為靜態工作；另一種使用情況是載荷和位移不斷（duàn）周期往複交替變（biàn）化．元件處於循環工作狀態。由於（yú）工作（zuò）狀態的不同，元件損壞或失效的模式也不同。儀表彈性敏感元件工（gōng）作在（zài）彈性範圍內，基（jī）本上處於靜態工作狀態，使用壽命很長，一（yī）般達到數萬次到數十萬次。工程中應用的波紋管類組件，有時工作在彈塑性範（fàn）圍或交變應力狀態，壽命隻有成百上幹（gàn）次（cì）。元件在循（xún）環工作時必須給定許用工作壽（shòu）命，規定（dìng）循環次數、時間和頻率（lǜ）。 　　彈（dàn）性元件的額（é）定壽命（mìng）是元件設計時定出的預期使（shǐ）用壽命，要求在這段期間內元件（jiàn）不（bú）允許出現疲勞、損壞或失效等現象。

彈性元件的密封性（xìng）：

　　密封性是指元件在一定的內、外壓（yā）差作用下保證不泄漏的性能。波紋管類組件工作時，內腔充（chōng）有氣體或液體介質，並有一定的壓力，因此必須保證密封性。密封性的檢測方（fāng）法有氣壓密封性試驗、滲漏（lòu）試驗、液體加壓試驗、用氦質譜（pǔ）檢漏儀檢測等。

彈性元件的（de）自振頻率：

　　在工業中使用的彈性元件，其工作環境往往都有（yǒu）一定程度的振動，有些元件用作隔振部件．本（běn）身就處在振動條件下。對於在特（tè）殊條件下應用的彈性元（yuán）件，必須（xū）防止元件的自振頻率（特別是基頻）與係統中任何一種振動源振頻相近，避免發生共（gòng）振而（ér）引起損壞。波紋管類組件（jiàn）在各種領域中得到了廣泛的應用，為避免波紋管發生共振麵損壞，波紋管的固有頻率應低於係統的振動頻率，或（huò）至少比係統振頻高出50%。

使用溫度範圍：

　　金屬波紋管類組件的使用（yòng）溫（wēn）度範圍很寬，一般都在彈性元件設計製造前給（gěi）出。有些特（tè）殊用途的波紋管，內（nèi）腔通過液氧（-196℃）或更低溫度的液氮，耐壓高達25MPa 。管網（wǎng）係統連接用的大型波紋膨脹節（公稱直徑（jìng）有時超過（guò）lm ），要求承壓4MPa，耐溫400℃，且有一定的耐腐蝕穩定性（xìng）。彈性元件的溫（wēn）度適應能力取決於所采用彈性材料的耐溫性（xìng）能。因此根據彈（dàn）性元件的使（shǐ）用（yòng）溫度範圍，選用合適溫度性（xìng）能參數的彈性材料，才能加工製造出合格（gé）的波紋管類（lèi）組件。

金屬波紋管及其（qí）它彈性元件的質量參數

非（fēi）線性、非線性（xìng）度

　　當彈性元件產生的位移與（yǔ）作用載荷（hé）的關晰係偏離（lí）了理想（xiǎng）的直線．就稱該元件特性為非線（xiàn）性的。 　　非線性度是一個係統誤（wù）差，經過測試分析後是可以被確知的。對於在工程技術中應用的波紋管類組件，其特性的（de）非線性可以被忽略。但對儀器（qì）儀表用彈（dàn）性（xìng）敏感元件，必須對元件的非線性進行測試和補償，才能提高儀表或變送器的檢測精度。

彈性遲滯與彈性後效

　　由於彈性材料的（de）微觀結構缺陷（xiàn）等（děng）原（yuán）因，元件的特性（xìng）會表現出滯後性，產生彈性遲滯和彈性後效（xiào）。

彈（dàn）性遲滯（zhì）

　　彈性元件在加載和卸載過程中，彈性特性曲線不相重合的現象稱為彈性遲滯。

彈性後（hòu）效

　　當載（zǎi）荷停止變動或（huò）完全卸載後，彈性元件不是立即完成相應的位移．而是要經過（guò）一段時間後才能逐漸回複的現象稱為彈性後效。 　　實際上，彈性遲滯和彈性（xìng）後效是同時發（fā）生的，它們無法區分，因此得到的是（shì）兩者迭加後的（de）實際滯後（hòu）回線。一般情況下不作單獨考（kǎo）慮，統稱為元件的彈性（xìng）滯後及（jí）滯後百分率。

殘餘變形

　　金屬波紋管及其它彈性元件的殘餘變形是指（zhǐ）加載後元件產生位移，而卸載後再經過相當長的一段時間彈性元件（jiàn）仍不能（néng）回複到原始位置．產生（shēng）一個永久變形的殘留值。元件的殘餘變形（xíng）裏與使用狀態有關。當拉伸（shēn）（或壓縮（suō））的位移裏逐漸增大到一定的位移值後（hòu），殘餘變形將顯著增（zēng）加。殘餘變（biàn）形是判定彈性元件變形（xíng）能力的參數對於彈性敏感元件，如果（guǒ）在達到額定位移值後產生了較（jiào）大的殘餘位移，這將影響儀表的測量精度。因此．一般對殘餘變形量給出（chū）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（wèi）移，使元件工作在彈（dàn）塑性區，會出現較大的殘（cán）餘變形。如能滿（mǎn）足一定的使用壽命而不（bú）失效．這（zhè）時（shí）殘（cán）餘變形量不再考慮。

熱彈性效應（yīng）：

　　當工作（zuò）溫度發生變化時，彈性元件的幾何尺（chǐ）寸和材料（liào）的彈（dàn）性（xìng）模量也會隨之變化，從而引起溫度誤差。

失（shī）穩：

彈性元件（如跳躍膜片、螺旋（xuán）彈簧（huáng）、波紋管等）在載荷（hé）F 或p 作用下會發生失穩現象。波紋管的失（shī）穩有平麵失穩和柱失穩兩種情況。平麵失穩是指波紋環板平麵翹曲（qǔ）、變形（xíng）、波距不均勻等：柱失（shī）穩是波紋瞥軸線（xiàn）總（zǒng）體彎曲，偏離（lí）原來的直線位置（zhì）．不論是哪一種失穩，都是發生了波紋管的幾何形狀失去原有平衡（héng）狀態，產生形狀突（tū）然畸變（biàn）的現象，失穩發生的瞬間（jiān）元件所承受的應力常常（cháng）並未達到材（cái）料的屈服強度，甚至有時（shí）小於彈性極限。除了跳躍膜片是（shì）利用元（yuán）件的失穩現象製成（chéng）的一種兩位式開關器件外，其它彈性元件使用時，都應避免失穩（wěn）產生。防止元件失穩（wěn）的措施有：元件設（shè）計時應避免元件過長過薄；長波紋（wén）管在使用時應采用心（xīn）軸或拉杆保護；彈性元件承載時，載荷應加（jiā）在元件（jiàn）的書合位置，防止載荷（hé）偏斜。 　　

金屬波紋（wén）管剛度_應力_有效麵積_耐壓力_穩定性_壽命計算 　　

金屬波紋管（guǎn）的設計計算金屬波紋管設計（jì）的理論基礎是板殼理論（lùn）、材（cái）料力（lì）學、計算數學（xué）等。波紋管（guǎn）設計的參數較多，由於（yú）波紋管（guǎn）在係（xì）統中的用途不（bú）同，其設（shè）計計算（suàn）的重點也不一樣。例如，波紋管用於力平衡元件，要求波紋管在工作範圍內其有效麵積不變或變化很小，用於測量元件，要求波紋管的彈（dàn）性特性（xìng）是線性的；用於真空開關（guān）管作（zuò）真空密（mì）封件，要（yào）求波紋管的真空密封性、軸向（xiàng）位移量和疲勞壽命；用於閥門（mén）作密封件，要求波紋管應具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫（wēn）度、工作位移和疲勞壽（shòu）命。根據波紋管的結構特（tè）點，可以把波（bō）紋管當作圓環殼、扁錐殼或圓環板（bǎn）所組成。設計計（jì）算波紋管（guǎn）也就是設計計算圓外殼、扁錐殼或團（tuán）環板。波紋管設計計算的參數為剛度（dù）、應力、有效麵積、失穩、允許位移、耐（nài）壓力和使用壽命。

波紋管的剛度（dù）計（jì）算：

波紋管（guǎn）的剛度按（àn）照載荷及位移性質不同，分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉剛度等。目（mù）前在波紋管的應用中，絕大多數的受力情況是軸向載荷，位移方式為線位移。

以下是幾種主要的波紋管軸向剛度設計計算方法： 　　

1．能量法計算波紋管剛度， 　　

2．經驗公式計算波紋管剛度， 　　

3．數值法（fǎ）計算波紋管剛（gāng）度， 　　

4．EJMA 標準（zhǔn）的剛度（dù）計算方（fāng）法， 　　

5．日本TOYO 計（jì）算剛（gāng）度方法， 　　

6．美國KELLOGG（新法）計（jì）算剛度（dù）方法。 　　

除了上述六種剛度計算方法之外（wài），國外還有許（xǔ）多種其它的（de）計算剛度的方法，在此（cǐ）不再介紹。我國的（de）力學工作者在波（bō）紋管的理論研究和實驗（yàn）分析方麵作了大量工作，取得（dé）了豐碩的研究成果。

其中最（zuì）主要的研究方法是： 　　

（1）攝動法 　　

（2）數值（zhí）積分的初參數法 　　

（3）積分（fèn）方（fāng）程法 　　

（4）攝動有限（xiàn）單（dān）元法 　　

上述方法都可以對波紋管進行比較（jiào）精確的計算。但是，由於應用了較深的理論和計算數學的（de）方（fāng）法（fǎ），工程上應用有一定的困難（nán），也難於掌握，需（xū）要進一步普及推（tuī）廣。 　　

金屬波紋管與螺旋彈簧聯用時（shí）的（de）剛（gāng）度計算在（zài）使用過程中（zhōng），對剛度要求（qiú）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腔或外部配置圓柱螺（luó）旋彈簧。這（zhè）樣不僅可以提高整個彈性係統的剛度，而且遲滯引起的誤差也可以大為減小。這種彈性係統的彈性性能主要取決於彈簧的特（tè）性（xìng）和波紋管有效（xiào）麵積的穩定性（xìng）。 　　

波紋（wén）管的（de）彎曲剛度，波紋管的應力計算（suàn）：金屬波紋管（guǎn）作為（wéi）彈性（xìng）密封零件，首先（xiān）要滿足強度（dù）條件，即其最大應力（lì）不超過給定條件下（xià）的許用應力。許用應力可由極限應力（lì）除（chú）以安全係數得出。根據波紋管的工作條件和對它的使用要求，極限應力可以是屈服（fú）強度，也可以是波紋管失穩時（shí）的臨界應力，或者是（shì）疲勞（láo）強（qiáng）度等。要計算波（bō）紋管最大工作應力必須分析波紋管管（guǎn）壁中的應力（lì）分布。波紋（wén）管上的應力是由係統中的壓力和波紋管變（biàn）形（xíng）所產生的。壓力在波紋管上（shàng）產生環（周向）應力，而在波的側壁、波穀和波峰（fēng）處產生徑向的薄膜和彎（wān）曲應力。不能抗彎的薄殼有時稱（chēng）為薄（báo）膜，忽略（luè）彎（wān）曲而算得的應力則稱為薄膜（mó）應力。波（bō）紋管變形時產生徑向薄膜應力和彎（wān）曲（qǔ）應力。波紋管在工（gōng）作時，有的承受內壓，有的承受外壓，例如波紋膨脹節和金屬軟管（guǎn）在多數情況下其波紋管承受內壓，而用於閥門閥杆密封的波（bō）紋管一般情況下承受（shòu）外壓在這裏主要分析波紋管承受（shòu）內（nèi）壓時的應力，波（bō）紋管承受外壓的能力一般情（qíng）況下（xià）高於耐內壓能力。隨著波紋管的廣（guǎng）泛應（yīng）用，人們對波紋管的應力進行大量的分析研究和實（shí）驗驗證工作，提出了許多供（gòng）工（gōng）程設計（jì）使用的計算公式、計算程序和圖表。但是，有（yǒu）的方法由於圖（tú）表或程序繁複使用不（bú）方便，有的方法（fǎ）假（jiǎ）設條件不是過於簡化（huà）就是過於理（lǐ）想，難以（yǐ）保證使（shǐ）用上的安全可靠，不少（shǎo）方法未能為工程界所接受。因此，真正符合實用要求的方法為數不多。

目前應用比較普遍的方法有如下兩種： 　　

1．數值（zhí）法計算波紋（wén）管應（yīng）力：假定波紋管的全部波紋都（dōu）處（chù）於同一條件下（xià），在計算時隻研究波紋管波紋的（de）單個半波。這樣，在研究中就（jiù）不考慮端部（bù）波（bō）紋，雖然端部波紋的邊（biān）界條件與中（zhōng）間（jiān）波紋有所（suǒ）不同。數值法是根據E．列斯涅爾對於變壁厚回轉薄殼產生軸向（xiàng）對稱變形時所列（liè）的非線（xiàn）性方程來解的。在推（tuī）導E．列斯涅爾方程時，應用了薄殼理論的一般假定，其中包括：與環殼曲率主半徑相比厚度很（hěn）小的（de）假（jiǎ）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（jì）算帶來一定的誤（wù）差。因為（wéi）在製造波紋管時，管（guǎn）坯的軋製，拉深和隨（suí）後的（de）波紋塑（sù）性成形會造成材料（liào）力學性能上的各向異（yì）性和不均勻性。 　　

2．美（měi）國EJMA 應力計算方（fāng）法（fǎ），波紋管的有效麵（miàn）積計算（suàn）：有效麵積是波紋管的（de）基本性能參數（shù）之一，它表征波紋管將壓力轉換為集中（zhōng）力（lì）的能（néng）力，在利用波（bō）紋管把（bǎ）壓力變成集中力（lì）輸出的場合，有效麵積就是一個重要參數。波（bō）紋管用（yòng）於力平衡式儀表時，其有效麵積的穩定性會直接影響著儀（yí）表的精度。所以在這種（zhǒng）場合（hé）不但要求波紋管具（jù）有合理的有效麵積，而且還要求有效麵積在工作過程中不隨工作條件（jiàn）而變化。 1．有效麵（miàn）積（jī）的概念和有效麵積的變化：有效麵積是一（yī）個等效的麵積，壓力作用在這個麵積上將產生相等的軸向力。一般（bān）情況下，隨著內壓力的增大，波紋管（guǎn）有效麵積變小，麵隨外壓力的增加，有效麵積變大；2．波紋管的體積（jī）有效麵積：波紋管在外力或壓差作用下，其體（tǐ）積變化量與相應的有效長度的變化量之比值稱為體積有效麵積；3．波紋管有效麵（miàn）積（jī）的計算：對波紋管有效麵積提出的要求及其計算方法取決（jué）於波（bō）紋管（guǎn）的用途。如果波紋管用作彈（dàn）性密封件或管路熱補償時，有效麵積（jī）的意義（yì）僅在於用（yòng）來計算波紋管成形時的軸（zhóu）向力和使用係統中的推力。波紋（wén）管的（de）有效麵積計（jì）算值與實測值之間急有一些差別（bié）。一般情況下用專用（yòng）公式計（jì）算波紋管的有效麵積，是可以滿足需要的。 　　當波紋管用於力平（píng）衡儀表和需要將（jiāng）壓力轉換為力的場台（tái），應準確確定其有效（xiào）麵積，要（yào）求逐個進行測量。

波紋管的（de）其它（tā）計算：1．波紋管的耐壓力，耐壓力是（shì）波紋管性能的一個重要參數。波紋管在常溫時（shí），波形上不發生塑性變形所能承受的最大靜壓力（lì），即為波紋管的最（zuì）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（de），所（suǒ）以它在（zài）整個（gè）工（gōng）作過程中必須（xū）承受（shòu）這個壓力而不產生塑性（xìng）變形。波紋管的耐壓力實際上屬於波紋管的強度（dù）範疇。計算（suàn）的關（guān）鍵是應（yīng）力分（fèn）析，也就是（shì）分析波紋管管壁上的應（yīng）力隻要波紋管管壁上最大應力點的應力不超過材料的屈服強度，波紋管所受的壓力（lì）就不會達到其耐壓力。同（tóng）一波紋管在其（qí）它工作條件（jiàn）相同時，受外壓比受內壓時的穩定性要好，所以，受（shòu）外（wài）壓作用時的最大耐壓力比受內壓時高。 　　當波紋管兩端（duān）固定，如果（guǒ）在其內腔通入足夠大的壓力（lì）時，波紋管波峰處（chù）有可（kě）能爆破損壞。波（bō）紋管（guǎn）開始出現（xiàn）爆破時波紋管（guǎn）內部的壓力值稱為爆破壓力。爆破壓力是（shì）表征波紋管最大耐壓強度的參數。波紋管在整個工作過程中，其工作壓力遠（yuǎn）小於爆破壓力，否則波紋管將破裂損壞。 　　當波紋長度小於或等於外徑時，其計算結果和實際爆破壓力很接近；對細長型（xíng）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。2．波紋管的穩定性：當波紋管（guǎn）兩端都受（shòu）到限製（zhì）時，如果波紋管內（nèi）壓力增大至某（mǒu）一臨界值，波紋管就（jiù）會產生（shēng）失（shī）穩現象。 　　3．波紋管的允許位移：對於工作在壓縮狀態的波紋管，它（tā）的最大壓縮位移是：波紋管在壓（yā）力作用下，壓縮（suō）到波紋之間相互彼此接觸時所能產生的最大位移值，也稱為結構允許最大位移，它等於波紋管自（zì）由長（zhǎng）度（dù）與最大壓縮長度之差。波紋管（guǎn）不產生塑性變形情況下（xià）所（suǒ）能獲得的最（zuì）大位移稱（chēng）為波紋管的允許位移。波紋管在（zài）實際工作過程中會產生殘餘變（biàn）形，殘餘變形又稱永久變形（xíng）或塑性變形，波紋管在力或壓力作用下產生變形，當力或（huò）壓力卸除後，波紋管不恢複原（yuán）始狀態的現象稱殘餘變形，殘餘（yú）變形通常用波紋管不恢複原始位置的量來表（biǎo）示又稱零位偏移（yí）。波紋管位移與零位偏移（yí）之間的關係，無論拉伸還是壓縮位移，在（zài）波紋管位移的起（qǐ）始階段，它的殘餘變形量都很小，一般都小於波紋管標準中規定的允許零位偏移值。但（dàn）是，當拉伸（或壓縮）位移量逐漸增大到超過一定的位移值後，會引起零位偏移值的突然增大，這表示波紋管產生（shēng）比較大的殘餘變形，在這之後．如果再增大一點位移量，殘餘變形將顯著增加（jiā）。所以波紋管一般不應超過這個位移（yí）量，不（bú）然將會（huì）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（xǔ）壓（yā）縮位移量比工作在拉伸狀態下的允許（xǔ）拉伸位移量要大一些（xiē），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（yàn）發現，在一般情（qíng）況下，同一材料、同（tóng）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（yǔn）許位移（yí）與波紋管的幾何尺（chǐ）寸參數及材料性能（néng）有關。一般情況下，波（bō）紋管的允許位移大小與材料的屈（qū）服強度（dù）及外徑的平方成正（zhèng）比，而（ér）與材（cái）料的彈性模量（liàng）、波紋管（guǎn）的壁厚成反比。同時，相對波深、波厚對它也有一定（dìng）影響。4．波紋管的（de）壽命：波紋管的壽（shòu）命是在（zài）工作條件下使用時，能保證正常工作的最短工作期限或（huò）循環次數。用（yòng）波紋管組成的彈性密封係統，經常在承受較多循環次（cì）數的變動載荷和較大（dà）位移的條件下工作，因此（cǐ）確定波（bō）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，波紋管用來補償管路係統中（zhōng）因安裝造（zào）成的位置偏差時，對其壽命要求隻有幾次就夠了；波紋管（guǎn）用於開關頻率較高（gāo）的（de）恒溫控製器中，其壽命要達到10000次才能滿足使用要求。波紋管（guǎn）用於真空開關作為（wéi）真（zhēn）空密封件（jiàn）時（shí），其壽命要達到30000次才能保證正（zhèng）常工作（zuò）。從上麵三種使用實例中可見，由於使用條件不同，波紋管要（yào）求的使用壽命相差很大。波紋管（guǎn）壽命與所選用材料的疲（pí）勞特（tè）性有關，同時也取決於成形波紋管的殘（cán）餘應力的大（dà）小、應力集中的情況（kuàng）和波紋（wén）管的表麵質（zhì）量等。此外，使（shǐ）用壽命與波紋（wén）管的工作條件有關。例如：波紋管工作時的位移、壓力（lì）、溫（wēn）度、工作（zuò）介質（zhì）、振動條件、頻率範圍、衝擊（jī）條件等。波紋管在工作過（guò）程中，其壽命長短主要取決於工作（zuò）過程中（zhōng）產生的最大應（yīng）力。為了降低應力，一般（bān）通過減少波紋管的工作位移和降低（dī）工作壓力來（lái）實現。在一般設計中規定（dìng）波紋管的工作位移應小於它的允許（xǔ）位移的一半，它的工（gōng）作壓力應小於波紋（wén）管的耐壓力的一半。對目前生產的波（bō）紋管進行試驗證明，如果波紋管按上述規範工作，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（zhì）的不同，波紋管的允許位移也有所區別（bié）一般波紋管隻承（chéng）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（wén）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（wèi）移應適當減小。應用多層波紋管可以降低剛度和變形引起（qǐ）的應力，因而可（kě）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（dìng）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（zài）交變載荷下工作時，波紋管的壽命比恒定載荷下工（gōng）作時要（yào）短一些。

金屬波紋管選型的5個關鍵點

　　金（jīn）屬（shǔ）波紋管及翅片式波紋管在內燃機冷卻器中的應用，在汽柴油發動機冷卻器殼體內或冷（lěng）卻芯子的兩（liǎng）管板間安裝1－1000根帶有間斷性凸凹狀金屬波紋管，采（cǎi）用擴管法、焊接法等方法將其固定在一端管板上，使冷卻介質的流動狀態發生改變，達到（dào）提高傳熱係（xì）數，增加傳熱效率。該發明構思新奇、工藝實用、成本低廉、性能可靠、傳熱效率高、不結垢、壽命長、熱（rè）應力（lì）小（xiǎo）。1、壓力（lì）根據軟管實際工（gōng）作壓力，再查詢波紋的公稱通徑與壓力（lì）表,決定是否使用不鏽鋼網套類型的。2、尺寸軟（ruǎn）管公稱通徑，選用接頭型式（主要有法蘭聯接、螺紋連接、快速接頭連接）及的尺寸，軟管長度。3、狀態 按軟（ruǎn）管使用時的（de）狀態，參照金屬軟管的（de）正確使用與安裝方法與軟管在沉降補償時的最佳長（zhǎng）度．軟管各種運動狀態的長度計算（suàn）及軟管的最小彎曲次數和最小彎曲半徑（jìng）等因素，參數正確選（xuǎn）取軟管長度，並正確安裝。4、溫度 軟管內介質的工作溫度及範圍；軟管工作時（shí）的環（huán）境溫度。高溫時（shí），須按金屬波紋管高（gāo）溫下（xià）的工作壓力溫（wēn）度修正係數，確定溫（wēn）度修正後的壓力，以確定選用（yòng）正確的壓力等級（jí）。5、介質 軟管中所輸送的介質的化學屬性，按軟管材質耐腐蝕性能參數表，決定（dìng）軟管各零件（jiàn）的材質。