波纹管是壁厚沿经线有变化的回转波纹薄壳。波纹管的主要特点是在载荷作用卜它能产生很大的位移。当位移很大时,波纹管的几何形状会有显着的畸变,它的载荷特性变成非线性了。若考到儿何非线性,欲确定波纹管的应力、位移和有效面积,那么这个问题可以根据E.列斯涅尔,一对于变壁厚回转薄壳产生轴向对称变形时所列的非线性方程来解决。 虽然由于管坯厚度不均以及加工的允差,使波纹管的璧厚和波纹形状在圆周方向上通常不尽一致,但是波纹管的计算简图还是采用回转壳体的形式。它与正确的回转体在形状上的偏差予以忽略。因为这些偏差在制造波纹管时既不能控制,在计算时实际上也不能算出。 在推导E.列斯涅尔方程时,应用了薄壳技术理论的一般假定(其中包括与环壳曲率主半径相比厚度很小的假定),以及材料的均一性和各向同性的假定。采用这些假定也会给计算带来一定的误差。因为在制造波纹管时,管坯的拉伸和随后的塑性变形工序会造成材料机械性能上的某些各向异性和不均匀性。 假定波纹管的全部波纹都处于同一条件下,我们在计算时将只研究波纹管波纹的单个半波。这样.在研究中就把端头波纹排除在外了,这些波纹的边界条件与中间波纹有所不同。
由于制造焊接波纹管时,其材料不像在成型无缝波纹管时那样要经受较大的塑性变形,所以选择焊接波纹管时受的 限制较小。常用的材料有奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、镍 格基合金和钦合金。焊接波纹管与无缝波纹管相比,具有一系列的优点:它 们更加灵敏,并且弹性性能和有效面积有比较小的分散度。 焊接波纹管的特点是壁厚不均匀性很小,管壁各处的材料性 能均匀一致。因为制造焊接波纹管时可供选用的材料较多,所以凡是 不能用无缝波纹管的场合都能用焊接波纹管。采用焊接波纹 管可以解决许多问题:例如,提高波纹管的耐热性和耐蚀性, 以及**过载时的保护等等。焊接波纹管的滞后要比无缝波纹 管小,而寿命却比无缝波纹管要长。利用电子计算机,实际上可以计算任意波形的各种焊接波纹管。求解的结果以曲线图的形式给出,通过它就可以建 立焊接波纹管的工程设计和计算方法。焊接波纹管通常是由 带有不太深波纹的膜片制成的,我们把这种膜片看做是沿外 缘和内缘弹性固定的、厚度恒定的倾斜薄壳。