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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;7、水流阻力?。汗軆?nèi)表面光滑,流體阻力小,可降低管路的壓力損失和輸水能耗。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。
假定波紋管的全部波紋都處于同一條件下,在計(jì)算時(shí)只研究波紋管波紋的單個(gè)半波。這樣,在研究中就不考慮端部波紋,雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋有所不同。數(shù)值法是根據(jù)E.列斯涅爾對(duì)于變壁厚回轉(zhuǎn)薄殼產(chǎn)生軸向?qū)ΨQ變形時(shí)所列的非線性方程來解的。在推導(dǎo)E.列斯涅爾方程時(shí),應(yīng)用了薄殼理論的一般假定,其中包括:與環(huán)殼曲率主半徑相比厚度很小的假定;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。材料的均一性和各向同性的假定。采用上述假定也會(huì)給計(jì)算帶來一定的誤差。因?yàn)樵谥圃觳y管時(shí),管坯的軋制,拉深和隨后的波紋塑性成形會(huì)造成材料力學(xué)性能上的各向異性和不均勻性。
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。隨著波紋管的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)波紋管的應(yīng)力進(jìn)行大量的分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作,提出了許多供工程設(shè)計(jì)使用的計(jì)算公式、計(jì)算程序和圖表。
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。