波纹管是指用可折叠片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹元件。这样不仅可以提高整个弹性系统的刚度,而且迟滞引起的误差也可以大为减小。波纹管在仪器仪表中应用广泛,主要用途是作为压力测量仪表的测量元件,将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄,灵敏度较高,测量范围为数十帕至数十兆帕。它的开口端固定,密封端处于自由状态,并利用辅助的螺旋弹簧或增加弹性。工作时在内部压力的作用下沿管子长度方向伸长,使活动端产生与压力成一定关系的位移。活动端带动指针即可直接指示压力的大小。
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金属波纹管设计的理论基础是板壳理论、材料力学、计算数学等。波纹管设计的参数较多,由于波纹管在系统中的用途不同,其设计计算的重点也不一样。压力在波纹管上产生环周向应力,而在波的侧壁、波谷和波峰处产生径向的薄膜和弯曲应力。例如,波纹管用于力平衡元件,要求波纹管在工作范围内其有效面积不变或变化很小,用于测量元件,要求波纹管的弹性特性是线性的;用于真空开关管作真空密封件,要求波纹管的真空密封性、轴向位移量和疲劳寿命;用于阀门作密封件,要求波纹管应具有一定的耐压力、耐腐蚀、耐温度、工作位移和疲劳寿命。根据波纹管的结构特点,可以把波纹管当作圆环壳、扁锥壳或圆环板所组成。设计计算波纹管也就是设计计算圆外壳、扁锥壳或团环板。
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波纹管的用途 由于波纹管的几何形状的特点,是波纹管在轴向力、横向力、弯矩的作用下允许产生较大的变形。与平滑的光管相比,除有足够的强度外,还兼有较大的柔性和在循环应力作用下有---的性能。
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