金屬波紋管作為彈性密封零件,首先要滿足強度條件,即其應力不超過給定條件下的許用應力。許用應力可由極限應力除以系數得出。根據波紋管的工作條件和對它的使用要求,極限應力可以是屈服強度,也可以是波紋管失穩(wěn)時的臨界應力,或者是疲勞強度等。要計算波紋管工作應力必須分析波紋管管壁中的應力分布。
美國EJMA 應力計算方法
波紋管的有效面積計算
有效面積是波紋管的基本性能參數之一,它表征波紋管將壓力轉換為集中力的能力,在利用波紋管把壓力變成集中力輸出的場合,有效面積就是一個重要參數。
波紋管用于力平衡式儀表時,其有效面積的穩(wěn)定性會直接影響著儀表的精度。所以在這種場合不但要求波紋管具有合理的有效面積,而且還要求有效面積在工作過程中不隨工作條件而變化。
使用壽命
彈性元件下作時有兩種狀態(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,基本上處于靜態(tài)工作狀態(tài),使用壽命很長,一般達到數萬次到數十萬次。工程中應用的波紋管類組件,有時工作在彈塑性范圍或交變應力狀態(tài),壽命只有成百上干次。元件在循環(huán)工作時必須給定許用工作壽命,規(guī)定循環(huán)次數、時間和頻率。
彈性元件的額定壽命是元件設計時定出的預期使用壽命,要求在這段期間內元件不允許出現疲勞、損壞或失效等現象。
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,有些元件用作隔振部件.本身就處在振動條件下。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(fā)生共振而引起損壞。波紋管類組件在各種領域中得到了廣泛的應用,為避免波紋管發(fā)生共振面損壞,波紋管的固有頻率應低于系統的振動頻率,或至少比系統振頻高出50%。