波紋管：壓力測(cè)量?jī)x表中的一種測(cè)壓彈性元件。它是具有多個(gè)橫向波紋的圓柱形薄壁折皺的殼體，波紋管具有彈性，在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下能產(chǎn)生位移。波紋管在儀器儀表中應(yīng)用廣泛，主要用途是作為壓力測(cè)量?jī)x表的測(cè)量元件，將壓力轉(zhuǎn)換成位移或力。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(kāi)來(lái)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；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。

使金屬波紋管或其它彈性元件產(chǎn)生單位位移所需要的載荷值稱為元件的剛度，一般用“K”表示。如果元件的彈性特性是非線性的，則剛度不再是常數(shù)，而是隨著載荷的增大發(fā)生變化。一般工程用的波紋管類彈性元件，剛度允差可限定在+/-50%之內(nèi)。波紋管的剛度按照載荷及位移性質(zhì)不同，分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等。在波紋管的應(yīng)用中，絕大多數(shù)的受力情況是軸向載荷，位移方式為線位移。

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(zhǎng)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(lái)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。

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。

使用壽命

彈性元件下作時(shí)有兩種狀態(tài)；一種是在一定的載荷和位移情況下工作，并保持載荷、位移始終不變或很少變化，稱為靜態(tài)工作；另一種使用情況是載荷和位移不斷周期往復(fù)交替變化．元件處于循環(huán)工作狀態(tài)。由于工作狀態(tài)的不同，元件損壞或失效的模式也不同。儀表彈性敏感元件工作在彈性范圍內(nèi)，基本上處于靜態(tài)工作狀態(tài)，使用壽命很長(zhǎng)，一般達(dá)到數(shù)萬(wàn)次到數(shù)十萬(wàn)次。工程中應(yīng)用的波紋管類組件，有時(shí)工作在彈塑性范圍或交變應(yīng)力狀態(tài)，壽命只有成百上干次。元件在循環(huán)工作時(shí)必須給定許用工作壽命，規(guī)定循環(huán)次數(shù)、時(shí)間和頻率。

彈性元件的額定壽命是元件設(shè)計(jì)時(shí)定出的預(yù)期使用壽命，要求在這段期間內(nèi)元件不允許出現(xiàn)疲勞、損壞或失效等現(xiàn)象。