彈性元件下作時有兩種狀態;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,稱為靜態工作;另一種使用情況是載荷和位移不斷周期往復交替變化.元件處于循環工作狀態。由于工作狀態的不同,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,基本上處于靜態工作狀態,使用壽命很長,一般達到數萬次到數十萬次。工程中應用的波紋管類組件,有時工作在彈塑性范圍或交變應力狀態,壽命只有成百上干次。元件在循環工作時給定許用工作壽命,規定循環次數、時間和頻率。
彈性元件的額定壽命是元件設計時定出的預期使用壽命,要求在這段期間內元件不允許出現疲勞、損壞或失效等現象。
金屬波紋管類組件的使用溫度范圍很寬,一般都在彈性元件設計制造前給出。有些特殊用途的波紋管,內腔通過液氧(-196℃)或更低溫度的液氮,耐壓高達25MPa 。管網系統連接用的大型波紋膨脹節(公稱直徑有時超過lm ),要求承壓4MPa,耐溫400℃,且有一定的耐腐蝕穩定性。彈性元件的溫度適應能力取決于所采用彈性材料的耐溫性能。因此根據彈性元件的使用溫度范圍,選用合適溫度性能參數的彈性材料,才能加工制造出合格的波紋管類組件。
耐壓力是波紋管性能的一個重要參數。波紋管在常溫時,波形上不發生塑性變形所能承受的大靜壓力,即為波紋管的大耐壓力在一般情況下,波紋管是在一定的壓力(內壓或外壓)下工作的,所以它在整個工作過程中承受這個壓力而不產生塑性變形。
對于工作在壓縮狀態的波紋管,它的大壓縮位移是:波紋管在壓力作用下,壓縮到波紋之間相互彼此接觸時所能產生的大位移值,也稱為結構允許大位移,它等于波紋管自由長度與大壓縮長度之差。波紋管不產生塑性變形情況下所能獲得的大位移稱為波紋管的允許位移。
波紋管在壓縮狀態下工作時的允許壓縮位移量比工作在拉伸狀態下的允許拉伸位移量要大一些,所以在設計波紋管時應盡可能讓波紋管在壓縮狀態下工作。通過實驗發現,在一般情況下,同一材料、同一規格的波紋管,其允許的壓縮位移是允許的拉伸位移的1.5倍。
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生的大應力。為了降低應力,一般通過減少波紋管的工作位移和降低工作壓力來實現。在一般設計中規定波紋管的工作位移應小于它的允許位移的一半,它的工作壓力應小于波紋管的耐壓力的一半。
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