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波纹管的应力计算

【摘要】:
​波纹管主要包括金属波纹管、波纹膨胀节、波纹换热管、隔膜波纹管和金属软管。金属波纹管主要用于补偿管道的热变形、减震和吸收沉降变形,广泛应用于石油化工、仪器仪表、航空航天、化工、电力、水泥、冶金等行业。塑料等材料制成的波纹管在介质传输、动力穿线、机床、家用电器等领域发挥着不可替代的作用。

波纹管主要包括金属波纹管、波纹膨胀节、波纹换热管、隔膜波纹管和金属软管。金属波纹管主要用于补偿管道的热变形、减震和吸收沉降变形,广泛应用于石油化工、仪器仪表、航空航天、化工、电力、水泥、冶金等行业。塑料等材料制成的波纹管在介质传输、动力穿线、机床、家用电器等领域发挥着不可替代的作用。


排水管


波纹管:压力测量仪器中的一种压力测量弹性元件。波纹管是一个具有多个横向波纹的圆柱形薄壁波纹壳。波纹管具有弹性,在压力、轴向力、横向力或弯矩的作用下会产生位移。波纹管广泛应用于仪器仪表中,主要用作压力测量仪器的测量元件,将压力转化为位移或力。波纹管壁薄,灵敏度高,测量范围为几十帕到几十兆帕。此外,波纹管还可用作密封和隔离元件,以分隔两种介质或防止有害流体进入设备的测量部分。它还可以用作补偿元件,利用仪器体积的可变性来补偿仪器的温度误差。有时它也用作两个部分之间的弹性接头。波纹管按其组成材料可分为金属波纹管和非金属波纹管。按结构可分为单层和多层。单层波纹管应用广泛。多层波纹管具有强度高、耐久性好、应力低等特点,在重要测量中得到应用。波纹管一般由青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因科镍合金制成。
金属波纹管作为弹性密封件,先要满足强度条件,即在给定条件下其最大应力不应超过许用应力。许用应力可以通过极限应力除以安全系数得到。根据波纹管的工作条件和使用要求,极限应力可以是屈服强度、波纹管不稳定时的临界应力,也可以是疲劳强度。为了计算波纹管的最大工作应力,需要分析波纹管壁面的应力分布。
波纹管上的应力是由系统中的压力和波纹管的变形引起的。压力在波纹管上产生环向(周向)应力,而径向薄膜和弯曲应力在波的侧壁、波谷和波峰上产生。不能抗弯曲的薄壳有时称为薄膜,忽略弯曲计算的应力称为薄膜应力。波纹管变形时会产生径向薄膜应力和弯曲应力。波纹管工作时,有的受内压,有的受外压。这里主要分析波纹管在内压作用下的应力,波纹管在外压作用下的承载力一般高于内压作用下的承载力。随着波纹管的广泛应用,人们对波纹管的应力进行了大量的分析和实验验证工作,并为工程设计提出了许多计算公式、计算程序和图表。
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