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發布時間:2020-11-07 06:55  
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使金屬波紋管或其它彈性元件產生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,而是隨著載荷的增大發生變化。在推導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小的假定。一般工程用的波紋管類彈性元件,剛度允差可限定在 /-50%之內。波紋管的剛度按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。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。
(1)攝動法
(2)數值積分的初參數法
(3)積分方程法
(4)攝動有限單元法 上述方法都可以對波紋管進行比較的計算。但是,由于應用了較深的理論和計算數學的方法,工程上應用有一定的困難,也難于掌握,需要進一步普及推廣。
金屬波紋管與螺旋彈簧聯用時的剛度計算 在使用過程中,對剛度要求較大,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旋彈簧。這樣不僅可以提高整個彈性系統的剛度,而且遲滯引起的誤差也可以大為減小。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。這種彈性系統的彈性性能主要取決于彈簧的特性和波紋管有效面積的穩定性。
1.有效面積的概念和有效面積的變化 有效面積是一個等效的面積,壓力作用在這個面積上將產生相等的軸向力。一般情況下,隨著內壓力的增大,波紋管有效面積變小,面隨外壓力的增加,有效面積變大。
2.波紋管的體積有效面積 波紋管在外力或壓差作用下,其體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面積。
3.波紋管有效面積的計算 對波紋管有效面積提出的要求及其計算方法取決于波紋管的用途。如果波紋管用作彈性密封件或管路熱補償時,有效面積的意義僅在于用來計算波紋管成形時的軸向力和使用系統中的推力。對于在特殊條件下應用的彈性元件,必須防止元件的自振頻率(特別是基頻)與系統中任何一種振動源振頻相近,避免發生共振而引起損壞。波紋管的有效面積計算值與實測值之間急有一些差別。一般情況下用專用公式計算波紋管的有效面積,是可以滿足需要的。
當波紋管用于力平衡儀表和需要將壓力轉換為力的場臺,應準確確定其有效面積,要求逐個進行測量。
波紋管的壽命是在工作條件下使用時,能保證正常工作的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。波紋管的壽命是在工作條件下使用時,能保證正常工作的工作期限或循環次數。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次才能保證正常工作。