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影响预应力塑料波纹管性能参数的因素

来源:预应力塑料波纹管性能 作者:预应力塑料波纹管 发布日期:2018-05-23

  预应力塑料波纹管设计计算的性能参数为刚度、应力、有效面积、失稳、允许位移、耐压力和使用寿命等。刚度为预应力塑料波纹管设计的主要性能参数,是预应力塑料波纹管产生单位位移所需要的力或压力。由于预应力塑料波纹管能承受集中力、压力和弯矩,所以预应力塑料波纹管的刚度按照载荷及位移性质不同,分为轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度等。

  影响预应力塑料波纹管刚度等性能的因素主要有波高、壁厚、波距和直径等。

  预应力塑料波纹管性能

波高

  当波高增加时,预应力塑料波纹管的刚度减小,从而可提高预应力塑料波纹管的补偿能力,延长疲劳寿命;但同时也减小了预应力塑料波纹管的轴向弹性反力,致使预应力塑料波纹管耐压强度下降。所以在满足强度的条件下,欲提高预应力塑料波纹管的补偿能力或降低预应力塑料波纹管的弹性反力,采用增大波高的办法是有效的。

  预应力塑料波纹管刚度随波高增加丽减小的幅度逐渐变小,所以波高增大到一定值时就不宜继续采用这一途径来达到减小刚度的目的。何况预应力塑料波纹管波高的大小还要受到加工方法的限制。在液压成型穰机械成型加工时,预应力塑料波纹管是依靠材料的{盘伸屈服成型的,所以在上述成型加工时,波高的大小主要取决于材料的延伸率。对不锈钢预应力塑料波纹管来说,一般把波高控制在1。1~l。3倍波纹半径范围内,既保证了预应力塑料波纹管的强度和刚度等工作性能,同时又保证了良好的加工性能。

  

壁厚

  当壁厚增加时,预应力塑料波纹管的刚度增大,弹性反力增大,弱时薄膜应力下降,提裹了预应力塑料波纹管的耐莲强度和抗平面失稳能力,有利于满足一次应力的需要,但另一方褥柔性降低,弯曲应力增加,使预应力塑料波纹管补偿簏力下降,疲劳寿命降低。预应力塑料波纹管设计时壁厚首先要满足强度要求,在确定预应力塑料波纹管设计压力时,不要过度地提高预应力塑料波纹管的设计压力,郎在满足强度(一次应力)要求的条件下,预应力塑料波纹管的壁厚应尽量控制得薄一贱。这样也易于预应力塑料波纹管的成型加工,降低加工成本。

  

波距

  通过改变波纹半径r值即可控制波距t,波距的变化在不隧程度上影噙着预应力塑料波纹管的强度安全性、稳定性、疲劳寿命和单波刚度。因而波距也是影响预应力塑料波纹管性能的重要因素,当波距增大到一定程度时,预应力塑料波纹管波纹弯曲的曲率半径较大,周向薄膜应力增加而耐压能力下降,预应力塑料波纹管抵抗平丽扭曲的能力提高,嗣时,预应力塑料波纹管的李}偿能力提高,疲劳寿命增加。波距t和刚度K的关系曲线。盘图可看出,随预应力塑料波纹管渡距的变佬,其剐度值有一最小值,所以在对预应力塑料波纹管进行参数优化设计时改变波距是有效的。

  

直径

  预应力塑料波纹管的直径可由内径d值来调节,内径和刚度关系艟线如图5(d)所示。可以看出,随着直径的增加,预应力塑料波纹管耐压强度降低,补偿畿力减少而弹性反力增加。实际上,预应力塑料波纹管系列的波商一般是随着直径变大丽增加的,由于波离对寿命的影响远远大于直径的影响,因丽习惯上认为大直径的预应力塑料波纹管比小直径的寿命长。

  预应力塑料波纹管设计的考虑因素

  预应力塑料波纹管在几何参数变化时的刚度和应力等性能参数的变化规律,预应力塑料波纹管波高增大时刚度减小而应力也随之降低,壁厚、波距和直径对刚度的影响却相反,从而为预应力塑料波纹管的设计计算提供一定的参考。通过模态计算,给出了预应力塑料波纹管的模态振动频率和相应的振型;又由几何参数改变时其固有频率的计算,得出了预应力塑料波纹管几何参数和固有频率的关系曲线。分析曲线可得出,在保证通径和刚度的前提下,通过改变预应力塑料波纹管的波高来避开共振区是可行的。

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