波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。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簧片增加弹性。
以下是几种主要的波纹管轴向刚度设计计算方法:
1.能量法计算波纹管刚度
2.经验公式计算波纹管刚度
3.数值法计算波纹管刚度
4.EJMA 标准的刚度计算方法
5.日本TOYO 计算刚度方法
6.美国KELLOGG(新法)计算刚度方法
除了上述六种刚度计算方法之外,国外还有许多种其它的计算刚度的方法,在此不再介绍。我国的力学工作者在波纹管的理论研究和实验分析方面作了大量工作,取得了丰硕的研究成果。其中主要的研究方法是:
(1)摄动法
(2)数值积分的初参数法
(3)积分方程法
(4)摄动有限单元法
上述方法都可以对波纹管进行比较的计算。但是,由于应用了较深的理论和计算数学的方法,工程上应用有一定的困难,也难于掌握,需要进一步普及推广。
随着波纹管的广泛应用,人们对波纹管的应力进行大量的分析研究和实验验证工作,提出了许多供工程设计使用的计算公式、计算程序和图表。但是,有的方法由于图表或程序繁复使用不方便,有的方法假设条件不是过于简化就是过于理想,难以保证使用上的可靠,不少方法未能为工程界所接受。因此,真正符合实用要求的方法为数不多。