淺談鋼帶波紋管的計算方法

鋼帶波紋管使所需的荷載值稱為單元剛度。當單元的彈性特性為非線性時，其剛度不再是一個常數，而是隨著載荷的增加而變化。
    一般工程中使用的波紋管型彈性元件的剛度公差可控制在±50％以內。根據不同的載荷和位移特性，波紋管的剛度可分為軸向剛度、彎曲剛度和扭轉剛度。在波紋管的應用中，絕大多數當鋼帶波紋管與螺旋彈簧一起使用時，金屬波紋管的剛度高于金屬波紋管本身的剛度。因此，圓柱螺旋彈簧可以考慮安裝在波紋管的內腔或外部。

    鋼帶波紋管這不僅可以提高整個彈性系統的剛度，而且可以大大減小遲滯引起的誤差。彈性系統的彈性性能主要取決于其有效面積的穩定性。波紋管作為彈性密封，其彎曲剛度首先必須滿足強度條件，即在給定條件下，其較大應力不應超過許用應力。用極限應力除以安全系數可以得到許用應力。

    根據鋼帶波紋管的工作條件和要求，極限應力可以是屈服強度，也可以是屈曲臨界值為了計算波紋管的較大工作應力，有必要對波紋管內壁的應力分布進行分析。周向應力和波峰產生周向應力。不能抵抗彎曲的薄殼有時稱為膜應力，而不是通過彎曲計算的應力稱為膜應力。

    鋼帶波紋管在工作時，有的波紋管承受內壓，有的承受外壓。例如，波紋管和金屬軟管波紋管在大多數情況下承受內部壓力，而用于閥桿密封的波紋管通常承受外部壓力。本文主要對波紋管在內壓作用下的應力進行了分析。波紋管承受外部壓力的能力通常大于內部壓力的能力。

    隨著鋼帶波紋管的廣泛應用，對波紋管的波浪應力進行了大量的分析和實驗驗證，提出了許多計算公式、程序和圖表，供工程設計參考。然而，由于圖表或程序的復雜性，有些方法不方便使用。有些方法認為條件過于簡單或過于理想，無法保證使用的安全性和可靠性。許多方法尚未被工程所接受。

    上述方法可用于鋼帶波紋管的準確計算。但由于深層次理論和計算數學的應用，在工程中應用和掌握難度較大，有待推廣。

波紋管的有效面積是波紋管的基本性能參數之一。它代表波紋管將壓力轉化為集中力的能力。有效面積是波紋管將壓力轉化為集中力的重要參數。

    假設所有波在相同的條件下，只研究了鋼帶波紋管一半的波。這樣，雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋的邊界條件不同，但本研究并未考慮端部波紋。該方法基于變壁厚薄殼軸對稱變形的非線性方程組。在推導E，lessner方程時，鋼帶波紋管采用了薄殼理論的一般假設。

    包括厚度小于環殼主曲率半徑的假設，以及材料均勻性和各向同性的假設。上述假設也會給計算帶來一些誤差。