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(tài)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(jié)),有時為得到較大的位移,使元件工作在彈塑性區(qū),會出現(xiàn)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。
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(tǒng)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(huán)殼、扁錐殼或圓環(huán)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(huán)板。
計算的參數為剛度、應力、有效面積、失穩(wěn)、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(fā)生塑性變形所能承受的靜壓力,即為波紋管的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應力點的應力不超過材料的屈服強度,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(wěn)定性要好,所以,受外壓作用時的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(xiàn)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