金屬軟管設(shè)計的可靠性，對使用的影響很大，所以，對它們在縱、橫兩個方向上的剛度、_小彎曲半徑及_工作壓力值等機械性能方面的重要參數(shù)的確定，要經(jīng)過嚴(yán)格地分析、計算。否則，在工程中，不但難以達到_質(zhì)量、提_率、節(jié)省資金、_安全等良好的效果，反而可能造成重大的損失。 波紋管的撓性 金屬波紋管與普通金屬光滑管相比較，具有_的撓性。當(dāng)然，許多散熱片一類的管子，盡管其外表面也呈波紋形狀，但卻沒有撓性，這是因為它的結(jié)構(gòu)與金屬波紋管的結(jié)構(gòu)有著根本的不同。_本質(zhì)的區(qū)別是：金屬波紋管在_截面上、任意兩點的壁厚都是相等的（液壓或機械旋壓成型過程中的微變薄量忽略不計）；它的波紋是空心波紋。而散熱片一類的管子從其軸向剖面上看去，波紋部分的壁厚卻比其它部分厚得多，它的波紋是實心波紋。 眾所周知，凡用金屬波紋管的場合，主要是利用其彈性或撓性。當(dāng)然，人們決不會用鑄鐵一類的脆性材料或硬質(zhì)狀態(tài)的管材、帶材去制作金屬波紋管。盡管金屬波紋管的撓性與其通徑、波紋幾何形狀、材料、狀態(tài)、壁厚等因素有關(guān)，而正是由于上述原因，故在一般情況下，可以忽略材料、狀態(tài)、壁厚等方面的既定因素，僅從通徑、波紋幾何形狀方面_能夠相對準(zhǔn)確地分析出金屬波紋管的撓性。 在實際工程應(yīng)用上，對各種金屬波紋管的_小彎曲半徑都有一個起碼的要求。人們已經(jīng)習(xí)慣用波紋管的_小彎曲半徑來說明其撓性。由于各類儀器儀表、機械設(shè)備上使用的彈性元件、敏感元件、特別是輸送各種介質(zhì)的軟導(dǎo)管，多為“U”形金屬波紋管或以“U”形金屬波紋管派生出來的“S”形、“Ω”形和其它形式的波紋管。因此，以“U”形金屬波紋管為典型，分析它的_小彎曲半徑具有普遍的指導(dǎo)意義。 金屬波紋管在橫向上受到力的作用之后，必然產(chǎn)生彎曲變形，變形的主要部位_是圓環(huán)膜片。凹面向心和凹面背心的兩個半圓弧（從軸向剖面圖上來看，它稱作波峰和波谷）剛性大，它與圓環(huán)膜片相比，變形_小。也_是說，凹面向心和凹面背心的半圓弧的小半徑以及連接它們的圓環(huán)膜片的內(nèi)、外半徑差，這兩個參數(shù)與變形有著直接的關(guān)系。但由于制造工藝上的困難，_通徑的金屬波紋管的波紋高度將受到其_值的限制。這_是說，波峰和波谷半圓弧的小半徑及圓環(huán)膜片的內(nèi)、外半徑之差這兩個值的確定，是以通徑大小為基礎(chǔ)的。從這個意義上來看，通徑大小是影響金屬波紋管變形的主要因素。因此，國外通常將金屬波紋管的彎曲半徑與其通徑的大小構(gòu)成_的關(guān)系式。 像研究梁的變形一樣，我們從純彎曲的情況著手，在假設(shè)彎曲狀態(tài)下的金屬波紋管的軸向剖面上取半個波峰寬度和半個波谷寬度作為微量，從其通徑和波紋幾何形狀上去分析。 撓性是金屬波紋管的一個重要特性，掌握其彎曲半徑的變化規(guī)律，是不銹鋼金屬軟管設(shè)計、制造、使用過程中的必要條件。 波紋管的彈性 波紋管除了經(jīng)常用來制作金屬軟管的本體之外，還經(jīng)常用來制作管路系統(tǒng)中的補償器件。利用波紋管在縱向、橫向和角方向上的彈性位移，可以順利地將連接點部分由于溫差、振動或安裝等原因造成的在位置方面的額定偏差加以補償。當(dāng)然，普通金屬光滑管要做到這一點是_困難的，甚至是不可能的。確定波紋管位移彈性范圍的工作，主要是研究其縱向剛度和抗彎剛度，因為它們可以直接地反映出波紋管在縱、橫兩個方向上可能產(chǎn)生的彈性變形的大小。 以圖片翹曲理論為基礎(chǔ)確定波紋管的縱向剛度 金屬波紋管的結(jié)構(gòu)特點說明了它在受到軸向力的作用之后，各部分很容易產(chǎn)生彈性變形。由于波峰半圓弧和波谷半圓弧這兩部分的相對變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于圓環(huán)膜片部分，因此，可以忽略不計，并把它們視為圓環(huán)膜片之間的剛性接點。把波紋管復(fù)雜的受力狀態(tài)簡化為圓環(huán)膜片單一受力的形式。這樣，便可以用圓片翹曲理論為基礎(chǔ)，去分析整個波紋管的縱向剛度。 網(wǎng)套的強度 在金屬軟管的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了提高波紋管的承載能力，避免其遭受機械方面的損傷，_采取相應(yīng)的加強和保護措施，對于通徑較小的波紋管，多為鎧裝鋼絲網(wǎng)套的結(jié)構(gòu)形式。 鋼帶錠數(shù)一般為大于或等于4的偶數(shù)，對于手工編織來講，只要在這個范圍內(nèi)都是可行的；但對于機械編織來講，_困難了。國內(nèi)定型的編織機的錠子數(shù)是固定的，而且是不可調(diào)的。因此，鋼帶的錠數(shù)_是根據(jù)現(xiàn)有的編織機的錠數(shù)來確定。目前，國產(chǎn)的編織機有24錠、36錠、48錠的，已引進的還有64錠的。但是，它們是專門用來編織鋼絲網(wǎng)套的，編織出來的是“雙花”花紋；而鋼帶編織_呈“單花”花紋。對于這類編織機只要稍加改動，_可以用來編織鋼帶網(wǎng)套。 鋼帶實際寬度，前面已經(jīng)講過，_小于理論寬度，具體取值依網(wǎng)套對波紋管覆蓋面比值的大小而定。 編織角度一般取30~45，在其它參數(shù)確定之后，為了_金屬軟管_的承載能力，編織角度還可以適當(dāng)?shù)販p小。從近幾年引進設(shè)備配套的金屬軟管看來，國外對編織角的取值，_小的僅僅15。編織角度取值的大小，直接影響著金屬軟管的性能。若取上限值，有利于發(fā)揮它的柔軟特性，但不能承受較高的載荷；若取下限值，可使金屬軟管承受較高的載荷，但不利于發(fā)揮它的柔軟特性。 網(wǎng)套對波紋管覆蓋面的比值一般控制在75~95%范圍之內(nèi)，若取值太大，將壓抑了波紋管的柔軟特性；若取值太小，將起不到保護波紋管不受磕、碰、磨、撞等機械損傷的作用。它的取值大小也直接影響著金屬軟管的性能，意義恰恰與編織角度相反，若取上限值，可使金屬軟管承受較高的載荷，但不利于發(fā)揮它的柔軟特性；若取下限值，有利于發(fā)揮它的柔軟特性，但不能承受較高的載荷。 如上所述，_一個參數(shù)的變化，都可能從某一方面改變金屬軟管的性能。所以，在確定鋼帶網(wǎng)套編織參數(shù)時，_根據(jù)金屬軟管的具體要求來綜合考慮。 波紋管的穩(wěn)定性 波紋管在軸向受到_過它所能支撐的壓力時，將會象受壓桿件或圓柱螺旋彈簧那樣，突然彎曲而失去直線形態(tài)的穩(wěn)定性。這是必然的。如果波紋管承受的內(nèi)壓也_過它所能支撐的_的壓力值，也會產(chǎn)生失穩(wěn)。實驗證明，工程上波紋管的破壞，多數(shù)是由于這個原因產(chǎn)生的。無論是彈性密封件、軸向伸縮補償器、金屬軟管，都存在這樣的問題。 這_是說，波紋管承受內(nèi)壓的能力一般取決于它的穩(wěn)定性。研究波紋管的穩(wěn)定性，可以引用人們熟知的歐拉壓桿公式計算其臨界載荷。 因為波紋幾何尺寸，材料厚度等方面的加工偏差，往往使波紋管軸線偏離了原有的對稱軸。也_是說，實際波紋管的軸線存在某些初始彎度。對于金屬軟管來講，網(wǎng)套編織的不均勻性和各部分強度的不一致性，也限制了波紋管的承載能力。 因為臨界載荷公式中的抗彎剛度值的確定是將波紋管的波峰（谷）半圓弧當(dāng)作膜片剛性聯(lián)接點來考慮，它本身_高于實際抗彎剛度值。 波紋管的應(yīng)力與壽命 波紋管復(fù)雜的幾何形狀使得用數(shù)學(xué)方法表示其受力狀態(tài)非常困難。盡管如此，這一工作還非做不可。雖然按理論計算得不到__的結(jié)果，但人們可以通過實驗方法尋得一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)來修正它。因此，各式各樣的計算方法隨著其實驗方法的不同而不相同。蘇聯(lián)的T。BNXMAH法；荷蘭的STAMICARBO法；西德的AD法；美國的M。W。KELLOGG公式；日本的東洋公式和濱田一竹園公式等，它們都曾經(jīng)或正在為人們所利用。在我國，關(guān)于波紋管應(yīng)力與壽命方面的理論還沒有系統(tǒng)化。為了進行深入地研究，下面，向大家推薦東洋公式和凱洛格（KELLOGG）公式的聯(lián)用法。 液壓特性 用作金屬軟管本體的不銹鋼波紋管與光壁管不同，其波浪形的內(nèi)腔在工作狀態(tài)下為克服液壓阻力將產(chǎn)生壓力損失，同時，還將激發(fā)壓力脈動現(xiàn)象。它們與波紋管的幾何形狀、液體的流量、流速等參數(shù)有著直接的關(guān)系。 壓力損失 對以實驗方法獲得的波紋管壓力損失和光壁管的壓力損失曲線進行比較后，可以清楚地看到，波紋管內(nèi)的壓力損失比光壁管內(nèi)的壓力損失要高得多。在其它條件相同的情況下，壓力損失與波紋管阻力系數(shù)的明顯增加有關(guān)，而波紋管的液壓阻力與波紋管波形有關(guān)，不同的波紋形狀構(gòu)成不同的內(nèi)表面，這些不同的內(nèi)表面特征可以用相對波紋度和幾何系數(shù)來描繪。 隨著相對波紋度的增加，壓力損失也增加；隨著幾何系數(shù)的增加，壓力損失則減小。在波紋管通徑給定的情況下，相對波紋度越大，意味著波紋越高；幾何系數(shù)越小，意味著波距越大。這樣，壓力損失_必然增加（不包括_趨近于_的情況）。當(dāng)然，實際使用過程中，總是希望壓力損失越小越好。在沒有條件改變波紋管波距、波高等結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下，要減小液壓阻力系數(shù)，降低波紋管工作狀態(tài)下的壓力損失，可以設(shè)法將波紋管波形制成“S”形或“ ”形。這樣，單位長度上的波紋數(shù)不變，內(nèi)腔近似光壁管，壓力損失自然相對減小一些。 雙層比單層的工作性能好。這說明，金屬軟管振動破壞與光壁摩擦?xí)r振動能的輸出有關(guān)。這種振動是在激勵脈動頻率與固有頻率重合時發(fā)生的。要消除共振，_限制液體流動的速度，改變縱向剛度或?qū)φ駝硬扇「行У淖枘帷?金屬軟管的振動破壞在很大程度上與脈動壓力的振動幅值有關(guān)。 隨著振動幅值的增加，破壞金屬軟管所需的循環(huán)次數(shù)逐漸減少。振動幅值增加，工作能力下降。