在工作過程中不隨工作條件而變化。
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。
當(dāng)波紋管用于力平衡儀表和需要將壓力轉(zhuǎn)換為力的場臺(tái),應(yīng)準(zhǔn)確確定其有效面積,要求逐個(gè)進(jìn)行測量。
當(dāng)波紋管兩端都受到限制時(shí),如果波紋管內(nèi)壓力增大至某一臨界值,波紋管就會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。
允許位移
對(duì)于工作在壓縮狀態(tài)的波紋管,它的最大壓縮位移是:波紋管在壓力作用下,壓縮到波紋之間相互彼此接觸時(shí)所能產(chǎn)生的最大位移值,也稱為結(jié)構(gòu)允許最大位移,它等于波紋管自由長度與最大壓縮長度之差。
波紋管不產(chǎn)生塑性變形情況下所能獲得的最大位移稱為波紋管的允許位移。
波紋管在實(shí)際工作過程中會(huì)產(chǎn)生殘余變形,殘余變形又稱永久變形或塑性變形,波紋管在力或壓力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)力或壓力卸除后,波紋管不恢復(fù)原始狀態(tài)的現(xiàn)象稱殘余變形,殘余變形通常用波紋管不恢復(fù)原始位置的量來表示又稱零位偏移。
波紋管位移與零位偏移之間的關(guān)系,無論拉伸還是壓縮位移,在波紋管位移的起始階段,它的殘余變形量都很小,一般都小于波紋管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許零位偏移值。但是,當(dāng)拉伸(或壓縮)位移量逐漸增大到超過一定的位移值后,會(huì)引起零位偏移值的突然增大,這表示波紋管產(chǎn)生比較大的殘余變形,在這之后.如果再增大一點(diǎn)位移量,殘余變形將顯著增加。所以波紋管一般不應(yīng)超過這個(gè)位移量,不然將會(huì)嚴(yán)重的降低其精度、穩(wěn)定性和可靠性以及使用壽命。
波紋管在壓縮狀態(tài)下工作時(shí)的允許壓縮位移量比工作在拉伸狀態(tài)下的允許拉伸位移量要大一些,所以在設(shè)計(jì)波紋管時(shí)應(yīng)盡可能讓波紋管在壓縮狀態(tài)下工作。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在一般情況下,同一材料、同一規(guī)格的波紋管,其允許的壓縮位移是允許的拉伸位移的1.5倍。
允許位移與波紋管的幾何尺寸參數(shù)及材料性能有關(guān)。一般情況下,波紋管的允許位移大小與材料的屈服強(qiáng)度及外徑的平方成正比,而與材料的彈性模量、波紋管的壁厚成反比。同時(shí),相對(duì)波深、波厚對(duì)它也有一定影響。