有(you)效面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)概念和有(you)效面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)變(bian)化有(you)效面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)是一(yi)個(ge)(ge)等(deng)效的(de)面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji),壓力(li)(li)作用在這(zhe)個(ge)(ge)面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)上將(jiang)產生相等(deng)的(de)軸向力(li)(li)。一(yi)般情(qing)況下,跟著內壓力(li)(li)的(de)增大,波紋管有(you)效面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)變(bian)小,面(mian)(mian)隨外壓力(li)(li)的(de)增加,有(you)效面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)變(bian)大。
注意鋼波紋管變形時產生徑向薄膜應力和彎曲應力
波紋管用于力平衡式儀表時,其有效面(mian)(mian)積的不亂性會直(zhi)接影響著儀表的精(jing)度。所以(yi)在(zai)這種場(chang)合不但要求波紋管具(ju)有公(gong)道的有效面(mian)(mian)積,而且還要求有效面(mian)(mian)積在(zai)工作過程中不隨工作前提而變化。
美國EJMA 應力(li)計算方法波(bo)紋管(guan)(guan)的有效(xiao)(xiao)面積計算有效(xiao)(xiao)面積是(shi)波(bo)紋管(guan)(guan)的基本機能參數之一,它表(biao)征波(bo)紋管(guan)(guan)將壓力(li)轉換為集中(zhong)力(li)的能力(li),在(zai)利用波(bo)紋管(guan)(guan)把(ba)壓力(li)變成(cheng)集中(zhong)力(li)輸出(chu)的場合(he),有效(xiao)(xiao)面積就是(shi)一個重(zhong)要參數。
在(zai)推導E.列(lie)斯涅爾方(fang)程時,應用了薄殼理論(lun)的(de)(de)一(yi)般假定,其中包(bao)括:與(yu)環殼曲率主半徑比擬厚度很小的(de)(de)假定;材料的(de)(de)均一(yi)性(xing)和各向同性(xing)的(de)(de)假定。采(cai)用上述假定也會給計(ji)算帶來一(yi)定的(de)(de)誤差。由于在(zai)制造波紋管時,管坯的(de)(de)軋制,拉深和隨后(hou)的(de)(de)波紋塑性(xing)成形會造成材料力(li)學機能(neng)上的(de)(de)各向異性(xing)和不平均性(xing)。
數值(zhi)法計(ji)算(suan)波(bo)紋(wen)(wen)(wen)管應力(li)假定波(bo)紋(wen)(wen)(wen)管的(de)(de)全部波(bo)紋(wen)(wen)(wen)都處于(yu)統一(yi)前(qian)提下(xia),在計(ji)算(suan)時(shi)只(zhi)研(yan)究波(bo)紋(wen)(wen)(wen)管波(bo)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)單個(ge)半波(bo)。這(zhe)樣,在研(yan)究中就不考慮端部波(bo)紋(wen)(wen)(wen),固然端部波(bo)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)邊界前(qian)提與中間波(bo)紋(wen)(wen)(wen)有所(suo)不同。數值(zhi)法是(shi)根據E.列斯涅爾對于(yu)變壁厚(hou)回轉(zhuan)薄殼產生軸向對稱(cheng)變形時(shi)所(suo)列的(de)(de)非(fei)線性(xing)方程來解的(de)(de)。
波紋管(guan)變(bian)形時(shi)產生(sheng)徑向薄膜(mo)應力(li)(li)(li)和彎曲應力(li)(li)(li)。波紋管(guan)在(zai)工作(zuo)時(shi),有(you)的(de)(de)(de)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)(shou)內(nei)(nei)壓,有(you)的(de)(de)(de)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)(shou)外(wai)壓,例如(ru)波紋膨脹節和金屬軟管(guan)在(zai)多數情(qing)況下其(qi)波紋管(guan)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)(shou)內(nei)(nei)壓,而用(yong)(yong)于閥門閥桿密封(feng)的(de)(de)(de)波紋管(guan)一般情(qing)況下承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)(shou)外(wai)壓在(zai)這里主要(yao)分析(xi)波紋管(guan)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)(shou)內(nei)(nei)壓時(shi)的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li),波紋管(guan)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)(shou)外(wai)壓的(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)一般情(qing)況下高于耐內(nei)(nei)壓能(neng)力(li)(li)(li)。跟著波紋管(guan)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong),人們對波紋管(guan)的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)進(jin)行大量(liang)的(de)(de)(de)分析(xi)研(yan)究和實驗(yan)驗(yan)證(zheng)工作(zuo),提出了很(hen)多供(gong)工程設(she)(she)計(ji)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)計(ji)算公(gong)式、計(ji)算程序(xu)和圖(tu)表(biao)。但是(shi),有(you)的(de)(de)(de)方法(fa)因為(wei)圖(tu)表(biao)或程序(xu)繁(fan)復使用(yong)(yong)不利便,有(you)的(de)(de)(de)方法(fa)假設(she)(she)前提不是(shi)過于簡化就是(shi)過于理想(xiang),難以保證(zheng)使用(yong)(yong)上的(de)(de)(de)安全可靠,不少方法(fa)未(wei)能(neng)為(wei)工程界所(suo)接(jie)受(shou)(shou)(shou)。因此,真正符合實用(yong)(yong)要(yao)求的(de)(de)(de)方法(fa)為(wei)數未(wei)幾。應用(yong)(yong)比較(jiao)普遍的(de)(de)(de)方法(fa)有(you)如(ru)下兩(liang)種:
鋼波紋管上的(de)(de)應力(li)(li)(li)是由系統中的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)(li)和(he)波(bo)紋(wen)管變形所產(chan)(chan)生的(de)(de)。壓(ya)力(li)(li)(li)在(zai)波(bo)紋(wen)管上產(chan)(chan)生環(周向)應力(li)(li)(li),而在(zai)波(bo)的(de)(de)側(ce)壁、波(bo)谷和(he)波(bo)峰處產(chan)(chan)生徑向的(de)(de)薄膜和(he)彎(wan)曲(qu)應力(li)(li)(li)。不(bu)能抗(kang)彎(wan)的(de)(de)薄殼有時稱為薄膜,忽略彎(wan)曲(qu)而算得的(de)(de)應力(li)(li)(li)則稱為薄膜應力(li)(li)(li)。
金屬波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)(guan)作為彈性(xing)密封零件,首先要(yao)知(zhi)足強度前(qian)提(ti),即其更大(da)應(ying)(ying)力(li)(li)不超過給(gei)定前(qian)提(ti)下的(de)(de)許(xu)用應(ying)(ying)力(li)(li)。許(xu)用應(ying)(ying)力(li)(li)可(ke)由極(ji)限應(ying)(ying)力(li)(li)除以安(an)全系數得出。根(gen)據波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)工(gong)作前(qian)提(ti)和(he)對它的(de)(de)使(shi)用要(yao)求,極(ji)限應(ying)(ying)力(li)(li)可(ke)以是(shi)(shi)屈服強度,也可(ke)以是(shi)(shi)波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)(guan)失穩時的(de)(de)臨界應(ying)(ying)力(li)(li),或者是(shi)(shi)疲憊強度等(deng)。要(yao)計算波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)(guan)更大(da)工(gong)作應(ying)(ying)力(li)(li)必需分(fen)(fen)析波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)壁中的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)分(fen)(fen)布(bu)。
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