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不锈钢波纹管中的应力与寿命

    波纹管复杂的几何形状使得用数学方法表示其受力状态非常困难。尽管如此,这一工作还非做不可。虽然按理论计算得不到十分精确的结果,但人们可以通过实验方法寻得一些经验数据来修正它。因此,各式各样的计算方法随着其实验方法的不同而不相同。
1、液压特性
用作不锈钢波纹管本体的波纹管与光壁管不同,其波浪形的内腔在工作状态下为克服液压阻力将产生压力损失,同时,还将激发压力脉动现象。它们与波纹管的几何形状、液体的流量、流速等参数有着直接的关系。

不锈钢波纹管
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不锈钢弹性元件
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波纹管弹性元件
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2、压力损失
对以实验方法获得的波纹管压力损失和光壁管的压力损失曲线进行比较后,可以清楚地看到,波纹管内的压力损失比光壁管内的压力损失要高得多。在其它条件相同的情况下,压力损失与波纹管阻力系数的明显增加有关,而波纹管的液压阻力与波纹管波形有关,不同的波纹形状构成不同的内表面,这些不同的内表面特征可以用 相对波纹度和几何系数来描绘。
随着相对波纹度的增加,压力损失也增加;随着几何系数的增加,压力损失则减小。在波纹管通径给定的情况下,相对波纹度越大,意味着波纹越高;几何系数越小,意味着波距越大。这样,压力损失就必然增加(不包括无限趋近于极限的情况)。当然,实际使用过程中,总是希翼压力损失越小越好。在没有条件改变波纹管 波距、波高等结构参数的情况下,要减小液压阻力系数,降低波纹管工作状态下的压力损失,可以设法将波纹管波形制成“S”形或“ ”形。这样,单位长度上的波纹数不变,内腔近似光壁管,压力损失自然相对减小一些。
双层比单层的工作性能好。这说明,不锈钢波纹管振动破坏与光壁摩擦时振动能的输出有关。这种振动是在激励脉动频率与固有频率重合时发生的。要消除共振,必须限制液体流动的速度,改变纵向刚度或对振动采取更有效的阻尼。
不锈钢波纹管的振动破坏在很大程度上与脉动压力的振动幅值有关。 随着振动幅值的增加,破坏不锈钢波纹管所需的循环次数逐渐减少。振动幅值增加,工作能力下降。

 
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