北京波紋管的性能指標(biāo)及質(zhì)量參數(shù)

剛度

　　使金屬波紋管或其它彈性元件產(chǎn)生單位位移所需要的載荷值稱(chēng)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)，而是隨著載荷的增大發(fā)生變化。

公稱(chēng)剛度

　　彈性元件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)給出的剛度稱(chēng)為公稱(chēng)(或額定)剛度.它與元件的實(shí)測(cè)剛度有誤差，特別是具有非線性彈性特性的彈性元件。公稱(chēng)剛度代表的是曲線上哪一點(diǎn)的剛度，則要仔細(xì)考慮。一般來(lái)講，公稱(chēng)剛度不要直接采用設(shè)計(jì)計(jì)算值，而是應(yīng)該用產(chǎn)品原型經(jīng)過(guò)測(cè)試后的修正值。

剛度允差

　　對(duì)一批彈性元件測(cè)試時(shí)剛度允許的分散范圍。對(duì)同批彈性元件，每一個(gè)元件的剛度均不盡相同，有一個(gè)分散范圍。為了保證元件的使用性能，就必須對(duì)剛度分散范圍有一個(gè)限定。對(duì)彈性敏感元件，其剛度允差要求限定在公稱(chēng)值的+/-5%以內(nèi);一般工程用的波紋管類(lèi)彈性元件，剛度允差可限定在+/-50%之內(nèi)。

靈敏度

　　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(chēng)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)。

　有效面積

　　對(duì)于實(shí)現(xiàn)壓力一力或力一壓力轉(zhuǎn)換的彈性元件，還有一個(gè)重要的功能指標(biāo)是有效面積。有效面積是指彈性元件在單位壓力作用下，當(dāng)其位移為零時(shí)所能轉(zhuǎn)換成集中力的大小。

使用壽命

　　彈性元件下作時(shí)有兩種狀態(tài);一種是在一定的載荷和位移情況下工作，并保持載荷、位移始終不變或很少變化，稱(chēng)為靜態(tài)工作;另一種使用情況是載荷和位移不斷周期往復(fù)交替變化.元件處于循環(huán)工作狀態(tài)。由于工作狀態(tài)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作在彈性范圍內(nèi)，基本上處于靜態(tài)工作狀態(tài)，使用壽命很長(zhǎng)，一般達(dá)到數(shù)萬(wàn)次到數(shù)十萬(wàn)次。工程中應(yīng)用的波紋管類(lèi)組件，有時(shí)工作在彈塑性范圍或交變應(yīng)力狀態(tài)，壽命只有成百上干次。元件在循環(huán)工作時(shí)必須給定許用工作壽命，規(guī)定循環(huán)次數(shù)、時(shí)間和頻率。

　　彈性元件的額定壽命是元件設(shè)計(jì)時(shí)定出的預(yù)期使用壽命，要求在這段期間內(nèi)元件不允許出現(xiàn)疲勞、損壞或失效等現(xiàn)象。

元件的密封性

　　密封性是指元件在一定的內(nèi)、外壓差作用下保證不泄漏的性能。波紋管類(lèi)組件工作時(shí)，內(nèi)腔充有氣體或液體介質(zhì)，并有一定的壓力，因此必須保證密封性。密封性的檢測(cè)方法有氣壓密封性試驗(yàn)、滲漏試驗(yàn)、液體加壓試驗(yàn)、用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)等。

元件的自振頻率

　　在工業(yè)中使用的彈性元件，其工作環(huán)境往往都有一定程度的振動(dòng)，有些元件用作隔振部件.本身就處在振動(dòng)條件下。對(duì)于在特殊條件下應(yīng)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(tǒng)中任何一種振動(dòng)源振頻相近，避免發(fā)生共振而引起損壞。波紋管類(lèi)組件在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，為避免波紋管發(fā)生共振面損壞，波紋管的固有頻率應(yīng)低于系統(tǒng)的振動(dòng)頻率，或至少比系統(tǒng)振頻高出50%。

使用溫度范圍

　　金屬波紋管類(lèi)組件的使用溫度范圍很寬，一般都在彈性元件設(shè)計(jì)制造前給出。有些特殊用途的波紋管，內(nèi)腔通過(guò)液氧(-196℃)或更低溫度的液氮，耐壓高達(dá)25MPa 。管網(wǎng)系統(tǒng)連接用的大型波紋膨脹節(jié)(公稱(chēng)直徑有時(shí)超過(guò)lm )，要求承壓4MPa，耐溫400℃，且有一定的耐腐蝕穩(wěn)定性。彈性元件的溫度適應(yīng)能力取決于所采用彈性材料的耐溫性能。因此根據(jù)彈性元件的使用溫度范圍，選用合適溫度性能參數(shù)的彈性材料，才能加工制造出合格的波紋管類(lèi)組件。

質(zhì)量參數(shù)

　非線性度

　　當(dāng)彈性元件產(chǎn)生的位移與作用載荷的關(guān)晰系偏離了理想的直線.就稱(chēng)該元件特性為非線性的。

　　非線性度是一個(gè)系統(tǒng)誤差，經(jīng)過(guò)測(cè)試分析后是可以被確知的。對(duì)于在工程技術(shù)中應(yīng)用的波紋管類(lèi)組件，其特性的非線性可以被忽略。但對(duì)儀器儀表用彈性敏感元件，必須對(duì)元件的非線性進(jìn)行測(cè)試和補(bǔ)償，才能提高儀表或變送器的檢測(cè)精度。

　彈性遲滯與后效

　　由于彈性材料的微觀結(jié)構(gòu)缺陷等原因，元件的特性會(huì)表現(xiàn)出滯后性，產(chǎn)生彈性遲滯和彈性后效。

　　彈性遲滯

　　彈性元件在加載和卸載過(guò)程中，彈性特性曲線不相重合的現(xiàn)象稱(chēng)為彈性遲滯。

　　彈性后效

　　當(dāng)載荷停止變動(dòng)或完全卸載后，彈性元件不是立即完成相應(yīng)的位移.而是要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能逐漸回復(fù)的現(xiàn)象稱(chēng)為彈性后效。

　　實(shí)際上，彈性遲滯和彈性后效是同時(shí)發(fā)生的，它們無(wú)法區(qū)分，因此得到的是兩者迭加后的實(shí)際滯后回線。一般情況下不作單獨(dú)考慮，統(tǒng)稱(chēng)為元件的彈性滯后及滯后百分率。

殘余變形

　　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(chǎn)生位移，而卸載后再經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間彈性元件仍不能回復(fù)到原始位置.產(chǎn)生一個(gè)變形的殘留值。元件的殘余變形里與使用狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)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(shù)對(duì)于彈性敏感元件，如果在達(dá)到額定位移值后產(chǎn)生了較大的殘余位移，這將影響儀表的測(cè)量精度。因此.一般對(duì)殘余變形量給出一定的界限值。在工程中應(yīng)用的波紋管類(lèi)組件(如波紋膨脹節(jié))，有時(shí)為得到較大的位移，使元件工作在彈塑性區(qū)，會(huì)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(shí)殘余變形量不再考慮。

熱彈性效應(yīng)

　　當(dāng)工作溫度發(fā)生變化時(shí)，彈性元件的幾何尺寸和材料的彈性模量也會(huì)隨之變化，從而引起溫度誤差。

失穩(wěn)

　　彈性元件(如跳躍膜片、螺旋彈簧、波紋管等)在載荷F 或p 作用下會(huì)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。波紋管的失穩(wěn)有平面失穩(wěn)和柱失穩(wěn)兩種情況。平面失穩(wěn)是指波紋環(huán)板平面翹曲、變形、波距不均勻等：柱失穩(wěn)是波紋瞥軸線總體彎曲，偏離原來(lái)的直線位置.不論是哪一種失穩(wěn)，都是發(fā)生了波紋管的幾何形狀失去原有平衡狀態(tài)，產(chǎn)生形狀突然畸變的現(xiàn)象，失穩(wěn)發(fā)生的瞬間元件所承受的應(yīng)力常常并未達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度，甚至有時(shí)小于彈性極限。除了跳躍膜片是利用元件的失穩(wěn)現(xiàn)象制成的一種兩位式開(kāi)關(guān)器件外，其它彈性元件使用時(shí)，都應(yīng)避免失穩(wěn)產(chǎn)生。防止元件失穩(wěn)的措施有：元件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免元件過(guò)長(zhǎng)過(guò)薄;長(zhǎng)波紋管在使用時(shí)應(yīng)采用心軸或拉桿保護(hù);彈性元件承載時(shí)，載荷應(yīng)加在元件的書(shū)合位置，防止載荷偏斜。

　　金屬波紋管剛度_應(yīng)力_有效面積_耐壓力_穩(wěn)定性_壽命計(jì)算

　　金屬波紋管的設(shè)計(jì)計(jì)算金屬波紋管設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是板殼理論、材料力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等。波紋管設(shè)計(jì)的參數(shù)較多，由于波紋管在系統(tǒng)中的用途不同，其設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)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(nèi)其有效面積不變或變化很小，用于測(cè)量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的;用于真空開(kāi)關(guān)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(mén)作密封件，要求波紋管應(yīng)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(jù)波紋管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把波紋管當(dāng)作圓環(huán)殼、扁錐殼或圓環(huán)板所組成。設(shè)計(jì)計(jì)算波紋管也就是設(shè)計(jì)計(jì)算圓外殼、扁錐殼或團(tuán)環(huán)板。

　　波紋管設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)為剛度、應(yīng)力、有效面積、失穩(wěn)、允許位移、耐壓力和使用壽命。