波紋管：壓力測(cè)量?jī)x表中的一種測(cè)壓彈性元件。它是具有多個(gè)橫向波紋的圓柱形薄壁折皺的殼體，波紋管具有彈性，在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下能產(chǎn)生位移。波紋管在儀器儀表中應(yīng)用廣泛，主要用途是作為壓力測(cè)量?jī)x表的測(cè)量元件，將壓力轉(zhuǎn)換成位移或力。波紋管管壁較薄，靈敏度較高，測(cè)量范圍為數(shù)十帕至數(shù)十兆帕。另外，波紋管也可以用作密封隔離元件，將兩種介質(zhì)分隔開來(lái)或防止有害流體進(jìn)入設(shè)備的測(cè)量部分。它還可以用作補(bǔ)償元件，利用其體積的可變性補(bǔ)償儀器的溫度誤差。有時(shí)也用作為兩個(gè)零件的彈性聯(lián)接接頭等。波紋管按構(gòu)成材料可分為金屬波紋管、非金屬波紋管兩種；按結(jié)構(gòu)可分為單層和多層。單層波紋管應(yīng)用較多。多層波紋管強(qiáng)度高，耐久性好，應(yīng)力小，用在重要的測(cè)量中。波紋管的材料一般為青銅、黃銅、不銹鋼、蒙乃爾合金和因康鎳爾合金等。

1．能量法計(jì)算波紋管剛度

2．經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算波紋管剛度

3．?dāng)?shù)值法計(jì)算波紋管剛度

4．EJMA 標(biāo)準(zhǔn)的剛度計(jì)算方法

5．日本TOYO 計(jì)算剛度方法

6．美國(guó)KELLOGG（新法）計(jì)算剛度方法

除了上述六種剛度計(jì)算方法之外，國(guó)外還有許多種其它的計(jì)算剛度的方法，在此不再介紹。我國(guó)的力學(xué)工作者在波紋管的理論研究和實(shí)驗(yàn)分析方面作了大量工作，取得了豐碩的研究成果。

1．有效面積的概念和有效面積的變化

有效面積是一個(gè)等效的面積，壓力作用在這個(gè)面積上將產(chǎn)生相等的軸向力。一般情況下，隨著內(nèi)壓力的增大，波紋管有效面積變小，面隨外壓力的增加，有效面積變大。

2．波紋管的體積有效面積

波紋管在外力或壓差作用下，其體積變化量與相應(yīng)的有效長(zhǎng)度的變化量之比值稱為體積有效面積。

3．波紋管有效面積的計(jì)算

對(duì)波紋管有效面積提出的要求及其計(jì)算方法取決于波紋管的用途。如果波紋管用作彈性密封件或管路熱補(bǔ)償時(shí)，有效面積的意義僅在于用來(lái)計(jì)算波紋管成形時(shí)的軸向力和使用系統(tǒng)中的推力。波紋管的有效面積計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間急有一些差別。一般情況下用專用公式計(jì)算波紋管的有效面積，是可以滿足需要的。

當(dāng)波紋管用于力平衡儀表和需要將壓力轉(zhuǎn)換為力的場(chǎng)臺(tái)，應(yīng)準(zhǔn)確確定其有效面積，要求逐個(gè)進(jìn)行測(cè)量。

承載載荷

作用在金屬波紋管及其它彈性元件上的各種預(yù)期的負(fù)荷值，如集中力F、壓力p 和力矩M 等。在金屬波紋管類彈性元件使用時(shí)，除給定施加的載荷值外，還須給定載荷的作用方向及作用位置。對(duì)于壓力載荷，還要說(shuō)明彈性元件是承受內(nèi)腔壓力或外腔壓力。

金屬波紋管及其它彈性元件在正常工作條件下允許使用的載荷值或滿量程值。它通常是預(yù)期的設(shè)計(jì)值，或是對(duì)產(chǎn)品原型經(jīng)過實(shí)際檢測(cè)后再經(jīng)修定的設(shè)計(jì)值。

具體彈性元件產(chǎn)品在工作中經(jīng)受瞬間或試驗(yàn)期間允許超過額定載荷而不發(fā)生損壞、失效、失穩(wěn)時(shí)的承載能力。對(duì)于儀表彈性敏感元件，一般限定超載能力為額定載荷的125%。在工程中使用的波紋管類組件，一般限定在額定載荷的150%。根據(jù)工程要求，當(dāng)要求大的系數(shù)時(shí)，使用的彈性元件規(guī)定不允許有任何超載，因此載荷必須小于或等于額定載荷值。