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波紋管有效面積的計算。對波紋管有效面積提出的要求及其計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償時，有效面積的意義僅在于用來計算波紋管成形時的軸向力和使用系統(tǒng)中的推力。波紋管的有效面積計算值與實測值之間急有一些差別。一般情況下用專用公式計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，應(yīng)準(zhǔn)確確定其有效面積，要求逐個進(jìn)行測量。金屬波紋管及其它彈性元件承受單位載荷時所產(chǎn)件的位侈量稱為元件的靈敏度。剛度和靈敏度是波紋管及其它彈性元件的主要功能參數(shù)，但它們又是同一使用特性的兩種不同的表示方法。對于不同的場合，為便于分析問題，可采用其中任何一種參數(shù)。




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隨著波紋管的廣泛應(yīng)用，人們對波紋管的應(yīng)力進(jìn)行大量的分析研究和實驗驗證工作，提出了許多供工程設(shè)計使用的計算公式、計算程序和圖表。但是，有的方法由于圖表或程序繁復(fù)使用不方便，有的方法假設(shè)條件不是過于簡化就是過于理想，難以保證使用上的可靠，不少方法未能為工程界所接受。
數(shù)值法計算波紋管應(yīng)力。假定波紋管的全部波紋都處于同一條件下，在計算時只研究波紋管波紋的單個半波。這樣，在研究中就不考慮端部波紋，雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋有所不同。數(shù)值法是根據(jù)E．列斯涅爾對于變壁厚回轉(zhuǎn)薄殼產(chǎn)生軸向?qū)ΨQ變形時所列的非線性方程來解的。在推導(dǎo)E．列斯涅爾方程時，應(yīng)用了薄殼理論的一般假定，其中包括：與環(huán)殼曲率主半徑相比厚度很小的假定；材料的均一性和各向同性的假定。采用上述假定也會給計算帶來一定的誤差。因為在制造波紋管時，管坯的軋制，拉深和隨后的波紋塑性成形會造成材料力學(xué)性能上的各向異性和不均勻性。




從上面三種使用實例中可見，由于使用條件不同，波紋管要求的使用壽命相差很大。波紋管壽命與所選用材料的疲勞特性有關(guān)，同時也取決于成形波紋管的殘余應(yīng)力的大小、應(yīng)力集中的情況和波紋管的表面質(zhì)量等。此外，使用壽命與波紋管的工作條件有關(guān)。例如：波紋管工作時的位移、壓力、溫度、工作介質(zhì)、振動條件、頻率范圍、沖擊條件等。
波紋管在工作過程中，其壽命長短主要取決于工作過程中產(chǎn)生的 應(yīng)力。為了降低應(yīng)力，一般通過減少波紋管的工作位移和降低工作壓力來實現(xiàn)。在一般設(shè)計中規(guī)定波紋管的工作位移應(yīng)小于它的允許位移的一半，它的工作壓力應(yīng)小于波紋管的耐壓力的一半。
對生產(chǎn)的波紋管進(jìn)行試驗證明，如果波紋管按上述規(guī)范工作，它的便用壽命基本土可達(dá)到5萬次左右。根據(jù)工作壓力性質(zhì)的不同，波紋管的允許位移也有所區(qū)別一般波紋管只承受軸向載荷（拉力或壓力）時，它的允許位移可在波紋管有效長度的10%~40%之間選用；而在波紋管承受橫向集中力、扭轉(zhuǎn)力矩或綜合受力時，波紋管的允許位移應(yīng)適當(dāng)減小。應(yīng)用多層波紋管可以降低剛度和變形引起的應(yīng)力，因而可以在很大程度上提高波紋管的壽命。


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