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行業(yè)新聞
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波紋管的應(yīng)力計(jì)算
波紋管的應(yīng)力計(jì)算
金屬波紋管作為彈性密封零件，首先要滿(mǎn)足強(qiáng)度條件，即其最大應(yīng)力不超過(guò)給定條件下的許用應(yīng)力。許
用應(yīng)力可由極限應(yīng)力除以安全系數(shù)得出。根據(jù)波紋管的工作條件和對(duì)它的使用要求，極限應(yīng)力可以是屈
服強(qiáng)度，也可以是波紋管失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)力，或者是疲勞強(qiáng)度等。要計(jì)算波紋管最大工作應(yīng)力必須分析
波紋管管壁中的應(yīng)力分布。
波紋管上的應(yīng)力是由系統(tǒng)中的壓力和波紋管變形所產(chǎn)生的。壓力在波紋管上產(chǎn)生環(huán)（周向）應(yīng)力，而在
波的側(cè)壁、波谷和波峰處產(chǎn)生徑向的薄膜和彎曲應(yīng)力。不能抗彎的薄殼有時(shí)稱(chēng)為薄膜，忽略彎曲而算得
的應(yīng)力則稱(chēng)為薄膜應(yīng)力。波紋管變形時(shí)產(chǎn)生徑向薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。波紋管在工作時(shí)，有的承受內(nèi)壓
，有的承受外壓，例如波紋膨脹節(jié)和金屬軟管在多數(shù)情況下其波紋管承受內(nèi)壓，而用于閥門(mén)閥桿密封的
波紋管一般情況下承受外壓在這里主要分析波紋管承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力，波紋管承受外壓的能力一般情況
下高于耐內(nèi)壓能力。隨著波紋管的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)波紋管的應(yīng)力進(jìn)行大量的分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作
，提出了許多供工程設(shè)計(jì)使用的計(jì)算公式、計(jì)算程序和圖表。但是，有的方法由于圖表或程序繁復(fù)使用
不方便，有的方法假設(shè)條件不是過(guò)于簡(jiǎn)化就是過(guò)于理想，難以保證使用上的安全可靠，不少方法未能為
工程界所接受。因此，真正符合實(shí)用要求的方法為數(shù)不多。應(yīng)用比較普遍的方法有如下兩種：
1．?dāng)?shù)值法計(jì)算波紋管應(yīng)力
假定波紋管的全部波紋都處于同一條件下，在計(jì)算時(shí)只研究波紋管波紋的單個(gè)半波。這樣，在研究中就
不考慮端部波紋，雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋有所不同。數(shù)值法是根據(jù)E．列斯涅爾對(duì)于變壁厚
回轉(zhuǎn)薄殼產(chǎn)生軸向?qū)ΨQ(chēng)變形時(shí)所列的非線性方程來(lái)解的。在推導(dǎo)E．列斯涅爾方程時(shí)，應(yīng)用了薄殼理論的
一般假定，其中包括：與環(huán)殼曲率主半徑相比厚度很小的假定；材料的均一性和各向同性的假定。采用
上述假定也會(huì)給計(jì)算帶來(lái)一定的誤差。因?yàn)樵谥圃觳y管時(shí)，管坯的軋制，拉深和隨后的波紋塑性成形
會(huì)造成材料力學(xué)性能上的各向異性和不均勻性。
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金屬波紋管作為彈性密封零件，首先要滿(mǎn)足強(qiáng)度條件，即其最大應(yīng)力不超過(guò)給定條件下的許用應(yīng)力。許
用應(yīng)力可由極限應(yīng)力除以安全系數(shù)得出。根據(jù)波紋管的工作條件和對(duì)它的使用要求，極限應(yīng)力可以是屈
服強(qiáng)度，也可以是波紋管失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)力，或者是疲勞強(qiáng)度等。要計(jì)算波紋管最大工作應(yīng)力必須分析
波紋管管壁中的應(yīng)力分布。
波紋管上的應(yīng)力是由系統(tǒng)中的壓力和波紋管變形所產(chǎn)生的。壓力在波紋管上產(chǎn)生環(huán)（周向）應(yīng)力，而在
波的側(cè)壁、波谷和波峰處產(chǎn)生徑向的薄膜和彎曲應(yīng)力。不能抗彎的薄殼有時(shí)稱(chēng)為薄膜，忽略彎曲而算得
的應(yīng)力則稱(chēng)為薄膜應(yīng)力。波紋管變形時(shí)產(chǎn)生徑向薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。波紋管在工作時(shí)，有的承受內(nèi)壓
，有的承受外壓，例如波紋膨脹節(jié)和金屬軟管在多數(shù)情況下其波紋管承受內(nèi)壓，而用于閥門(mén)閥桿密封的
波紋管一般情況下承受外壓在這里主要分析波紋管承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力，波紋管承受外壓的能力一般情況
下高于耐內(nèi)壓能力。隨著波紋管的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)波紋管的應(yīng)力進(jìn)行大量的分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作
，提出了許多供工程設(shè)計(jì)使用的計(jì)算公式、計(jì)算程序和圖表。但是，有的方法由于圖表或程序繁復(fù)使用
不方便，有的方法假設(shè)條件不是過(guò)于簡(jiǎn)化就是過(guò)于理想，難以保證使用上的安全可靠，不少方法未能為
工程界所接受。因此，真正符合實(shí)用要求的方法為數(shù)不多。應(yīng)用比較普遍的方法有如下兩種：
1．?dāng)?shù)值法計(jì)算波紋管應(yīng)力
假定波紋管的全部波紋都處于同一條件下，在計(jì)算時(shí)只研究波紋管波紋的單個(gè)半波。這樣，在研究中就
不考慮端部波紋，雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋有所不同。數(shù)值法是根據(jù)E．列斯涅爾對(duì)于變壁厚
回轉(zhuǎn)薄殼產(chǎn)生軸向?qū)ΨQ(chēng)變形時(shí)所列的非線性方程來(lái)解的。在推導(dǎo)E．列斯涅爾方程時(shí)，應(yīng)用了薄殼理論的
一般假定，其中包括：與環(huán)殼曲率主半徑相比厚度很小的假定；材料的均一性和各向同性的假定。采用
上述假定也會(huì)給計(jì)算帶來(lái)一定的誤差。因?yàn)樵谥圃觳y管時(shí)，管坯的軋制，拉深和隨后的波紋塑性成形
會(huì)造成材料力學(xué)性能上的各向異性和不均勻性。
2．美國(guó)EJMA 應(yīng)力計(jì)算方法
重慶順魯物資有限公司專(zhuān)業(yè)橋梁預(yù)應(yīng)力材料一站式供應(yīng),主營(yíng)產(chǎn)品:鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具及波紋管、橋梁橡膠支座、伸縮縫等橋梁工程材料業(yè)務(wù).公司與多家零售商和代理商建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。公司宗旨：“以質(zhì)量求生存、以信譽(yù)求發(fā)展”，公司以“科技為根，誠(chéng)信為基，以人為本，用戶(hù)至上”的經(jīng)營(yíng)理念和“嚴(yán)格管理、精益求精，追求客戶(hù)滿(mǎn)意。
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