波紋管的應力計算

波紋管主要包括金屬波紋管、波紋膨脹節(jié)、波紋換熱管、隔膜波紋管和金屬軟管。金屬波紋管主要用于補償管道的熱變形、減震和吸收沉降變形，廣泛應用于石油化工、儀器儀表、航空航天、化工、電力、水泥、冶金等行業(yè)。塑料等材料制成的波紋管在介質傳輸、動力穿線、機床、家用電器等領域發(fā)揮著不可替代的作用。

波紋管:壓力測量儀器中的一種壓力測量彈性元件。波紋管是一個具有多個橫向波紋的圓柱形薄壁波紋殼。波紋管具有彈性，在壓力、軸向力、橫向力或彎矩的作用下會產生位移。波紋管廣泛應用于儀器儀表中，主要用作壓力測量儀器的測量元件，將壓力轉化為位移或力。波紋管壁薄，靈敏度高，測量范圍為幾十帕到幾十兆帕。此外，波紋管還可用作密封和隔離元件，以分隔兩種介質或避免有害流體進入設備的測量部分。它還可以用作補償元件，利用儀器體積的可變性來補償儀器的溫度偏差。有時它也用作兩個部分之間的彈性接頭。波紋管按其組成材料可分為金屬波紋管和非金屬波紋管。按結構可分為單層和多層。單層波紋管應用廣泛。多層波紋管具有強度高、耐久性好、應力低等特色，在重要測量中得到應用。波紋管一般由青銅、黃銅、不銹鋼、蒙乃爾合金和因科鎳合金制成。
金屬波紋管作為彈性密封件，先要滿足強度條件，即在給定條件下其最大應力不應高于許用應力。許用應力可以通過極限應力除以安全系數得到。根據波紋管的工作條件和使用要求，極限應力可以是屈服強度、波紋管不穩(wěn)定時的臨界應力，也可以是疲勞強度。為了計算波紋管的最大工作應力，需要分析波紋管壁面的應力分布。
波紋管上的應力是由系統(tǒng)中的壓力和波紋管的變形引起的。壓力在波紋管上產生環(huán)向(周向)應力，而徑向薄膜和彎曲應力在波的側壁、波谷和波峰上產生。不可抗彎曲的薄殼有時稱為薄膜，忽略彎曲計算的應力稱為薄膜應力。波紋管變形時會產生徑向薄膜應力和彎曲應力。波紋管工作時，有的受內壓，有的受外壓。這里主要分析波紋管在內壓作用下的應力，波紋管在外壓作用下的承載力一般高于內壓作用下的承載力。隨著波紋管的廣泛應用，人們對波紋管的應力進行了大量的分析和實驗驗證工作，并為工程設計提出了許多計算公式、計算程序和圖表。
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