我國(guó)的力學(xué)工作者在波紋管的理論研究和實(shí)驗(yàn)分析方面作了大量工作,取得了豐碩的研究成果。其中主要的研究方法是:
(1)攝動(dòng)法
(2)數(shù)值積分的初參數(shù)法
(3)積分方程法
(4)攝動(dòng)有限單元法
上述方法都可以對(duì)波紋管進(jìn)行比較的計(jì)算。但是,由于應(yīng)用了較深的理論和計(jì)算數(shù)學(xué)的方法,工程上應(yīng)用有一定的困難,也難于掌握,需要進(jìn)一步普及推廣。
金屬波紋管及其它彈性元件承受單位載荷時(shí)所產(chǎn)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的主要功能參數(shù),但它們又是同一使用特性的兩種不同的表示方法。對(duì)于不同的場(chǎng)合,為便于分析問(wèn)題,可采用其中任何一種參數(shù)。
作用在金屬波紋管及其它彈性元件上的各種預(yù)期的負(fù)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(shí),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(duì)于壓力載荷,還要說(shuō)明彈性元件是承受內(nèi)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大載荷值或滿量程值。它通常是預(yù)期的設(shè)計(jì)值,或是對(duì)產(chǎn)品原型經(jīng)過(guò)實(shí)際檢測(cè)后再經(jīng)修定的設(shè)計(jì)值。
波紋管的耐壓力實(shí)際上屬于波紋管的強(qiáng)度范疇。計(jì)算的關(guān)鍵是應(yīng)力分析,也就是分析波紋管管壁上的應(yīng)力只要波紋管管壁上大應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力不超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度,波紋管所受的壓力就不會(huì)達(dá)到其耐壓力。
波紋管在實(shí)際工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)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(chǎn)生變形,當(dāng)力或壓力卸除后,波紋管不恢復(fù)原始狀態(tài)的現(xiàn)象稱殘余變形,殘余變形通常用波紋管不恢復(fù)原始位置的量來(lái)表示又稱零位偏移。
波紋管位移與零位偏移之間的關(guān)系,無(wú)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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許零位偏移值。但是,當(dāng)拉伸(或壓縮)位移量逐漸增大到超過(guò)一定的位移值后,會(huì)引起零位偏移值的突然增大,這表示波紋管產(chǎn)生比較大的殘余變形,在這之后.如果再增大一點(diǎn)位移量,殘余變形將顯著增加。所以波紋管一般不應(yīng)超過(guò)這個(gè)位移量,不然將會(huì)嚴(yán)重的降低其精度、穩(wěn)定性和可靠性以及使用壽命。
鋼帶波紋管又叫鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管是一種以高密度聚乙烯(PE)為基體(內(nèi)外層)與表面涂敷粘接樹(shù)脂鋼帶復(fù)合的纏繞結(jié)構(gòu)壁管。管壁結(jié)構(gòu)由三層構(gòu)成:內(nèi)層是一個(gè)連續(xù)實(shí)壁PE內(nèi)層管,內(nèi)層管外纏繞有(用鋼板成形為“V”型的)環(huán)形波狀鋼帶增強(qiáng)體,在波狀鋼帶增強(qiáng)體外復(fù)合有聚乙烯的外層,從而復(fù)合成整體的螺旋波紋管。鋼的彈性模量是聚乙烯的近200倍(碳素鋼 [2] 的彈性模量在190000 MPa左右),結(jié)合金屬和塑料的優(yōu)點(diǎn)顯然是達(dá)到高剛度低消耗的理想辦法,能夠?qū)摬牡母邉偠?、高?qiáng)度和塑料的耐腐蝕、耐磨損和柔韌性等優(yōu)良特性有機(jī)地結(jié)合起來(lái),發(fā)揮兩方面的優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)兩方面的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)和低成本的統(tǒng)一。