波纹管的性能指标
使金属波纹管或其它弹性元件产生单位位移所需要的载荷值称为元件的刚度，一般用“K”表示。如果元件的弹性特性是非线性的，则刚度不再是常数，而是随着载荷的增大发生变化。一般工程用的波纹管类弹性元件，刚度允差可限定在+/-50%之内。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。在波纹管的应用中，绝大多数的受力情况是轴向载荷，位移方式为线位移。以下是几种主要的波纹管轴向刚度设计计算方法：
1．能量法计算波纹管刚度
2．经验公式计算波纹管刚度
3．数值法计算波纹管刚度
4．EJMA 标准的刚度计算方法
5．日本TOYO 计算刚度方法
6．美国KELLOGG（新法）计算刚度方法
除了上述六种刚度计算方法之外，国外还有许多种其它的计算刚度的方法，在此不再介绍。我国的力学工作者在波纹管的理论研究和实验分析方面作了大量工作，取得了丰硕的研究成果。其中最主要的研究方法是：
（1）摄动法
（2）数值积分的初参数法
（3）积分方程法
（4）摄动有限单元法
上述方法都可以对波纹管进行比较精确的计算。但是，由于应用了较深的理论和计算数学的方法，工程上应用有一定的困难，也难于掌握，需要进一步普及推广。
金属波纹管与螺旋弹簧联用时的刚度计算
在使用过程中，对刚度要求较大，而金属波纹管本身刚度又较小时，可以考虑在波纹管的内腔或外部配置圆柱螺旋弹簧。这样不仅可以提高整个弹性系统的刚度，而且迟滞引起的误差也可以大为减小。这种弹性系统的弹性性能主要取决于弹簧的特性和波纹管有效面积的稳定性。
波纹管的弯曲刚度
波纹管的应力计算
金属波纹管作为弹性密封零件，首先要满足强度条件，即其最大应力不超过给定条件下的许用应力。许用应力可由极限应力除以安全系数得出。根据波纹管的工作条件和对它的使用要求，极限应力可以是屈服强度，也可以是波纹管失稳时的临界应力，或者是疲劳强度等。要计算波纹管最大工作应力必须分析波纹管管壁中的应力分布。
波纹管上的应力是由系统中的压力和波纹管变形所产生的。压力在波纹管上产生环（周向）应力，而在波的侧壁、波谷和波峰处产生径向的薄膜和弯曲应力。不能抗弯的薄壳有时称为薄膜，忽略弯曲而算得的应力则称为薄膜应力。波纹管变形时产生径向薄膜应力和弯曲应力。波纹管在工作时，有的承受内压，有的承受外压，例如波纹膨胀节和金属软管在多数情况下其波纹管承受内压，而用于阀门阀杆密封的波纹管一般情况下承受外压在这里主要分析波纹管承受内压时的应力，波纹管承受外压的能力一般情况下高于耐内压能力。随着波纹管的广泛应用，人们对波纹管的应力进行大量的分析研究和实验验证工作，提出了许多供工程设计使用的计算公式、计算程序和图表。但是，有的方法由于图表或程序繁复使用不方便，有的方法假设条件不是过于简化就是过于理想，难以保证使用上的安全可靠，不少方法未能为工程界所接受。因此，真正符合实用要求的方法为数不多。应用比较普遍的方法有如下两种：
1．数值法计算波纹管应力
假定波纹管的全部波纹都处于同一条件下，在计算时只研究波纹管波纹的单个半波。这样，在研究中就不考虑端部波纹，虽然端部波纹的边界条件与中间波纹有所不同。数值法是根据E．列斯涅尔对于变壁厚回转薄壳产生轴向对称变形时所列的非线性方程来解的。在推导E．列斯涅尔方程时，应用了薄壳理论的一般假定，其中包括：与环壳曲率主半径相比厚度很小的假定；材料的均一性和各向同性的假定。采用上述假定也会给计算带来一定的误差。因为在制造波纹管时，管坯的轧制，拉深和随后的波纹塑性成形会造成材料力学性能上的各向异性和不均匀性。
2．美国EJMA 应力计算方法
波纹管的有效面积计算
有效面积是波纹管的基本性能参数之一，它表征波纹管将压力转换为集中力的能力，在利用波纹管把压力变成集中力输出的场合，有效面积就是一个重要参数。
波纹管用于力平衡式仪表时，其有效面积的稳定性会直接影响着仪表的精度。所以在这种场合不但要求波纹管具有合理的有效面积，而且还要求有效面积在工作过程中不随工作条件而变化。
1．有效面积的概念和有效面积的变化
有效面积是一个等效的面积，压力作用在这个面积上将产生相等的轴向力。一般情况下，随着内压力的增大，波纹管有效面积变小，面随外压力的增加，有效面积变大。
2．波纹管的体积有效面积
波纹管在外力或压差作用下，其体积变化量与相应的有效长度的变化量之比值称为体积有效面积。
3．波纹管有效面积的计算
对波纹管有效面积提出的要求及其计算方法取决于波纹管的用途。如果波纹管用作弹性密封件或管路热补偿时，有效面积的意义仅在于用来计算波纹管成形时的轴向力和使用系统中的推力。波纹管的有效面积计算值与实测值之间急有一些差别。一般情况下用专用公式计算波纹管的有效面积，是可以满足需要的。
当波纹管用于力平衡仪表和需要将压力转换为力的场台，应准确确定其有效面积，要求逐个进行测量。 弹性元件下作时有两种状态；一种是在一定的载荷和位移情况下工作，并保持载荷、位移始终不变或很少变化，称为静态工作；另一种使用情况是载荷和位移不断周期往复交替变化．元件处于循环工作状态。由于工作状态的不同，元件损坏或失效的模式也不同。仪表弹性敏感元件工作在弹性范围内，基本上处于静态工作状态，使用寿命很长，一般达到数万次到数十万次。工程中应用的波纹管类组件，有时工作在弹塑性范围或交变应力状态，寿命只有成百上干次。元件在循环工作时必须给定许用工作寿命，规定循环次数、时间和频率。
弹性元件的额定寿命是元件设计时定出的预期使用寿命，要求在这段期间内元件不允许出现疲劳、损坏或失效等现象。 作用在金属波纹管及其它弹性元件上的各种预期的负荷值，如集中力F、压力p 和力矩M 等。在金属波纹管类弹性元件使用时，除给定施加的载荷值外，还须给定载荷的作用方向及作用位置。对于压力载荷，还要说明弹性元件是承受内腔压力或外腔压力。
金属波纹管及其它弹性元件在正常工作条件下允许使用的最大载荷值或满量程值。它通常是预期的设计值，或是对产品原型经过实际检测后再经修定的设计值。
具体弹性元件产品在工作中经受瞬间或试验期间允许超过额定载荷而不发生损坏、失效、失稳时的承载能力。对于仪表弹性敏感元件，一般限定超载能力为额定载荷的125%。在工程中使用的波纹管类组件，一般限定在额定载荷的150%。根据工程要求，当要求大的安全系数时，使用的弹性元件规定不允许有任何超载，因此载荷必须小于或等于额定载荷值。 金属波纹管及弹性元件中某一特定点（自由端或中心）的位置变化。按照其运动轨迹，可分为线位移和角位移。在外界载荷作用下，金属波纹管可能产生轴向位移、角向位侈及横向位移。
金属波纹管及弹性元件在额定载荷作用下所引起的位移值，也就是它们在正常使用条件下允许产生的工作位移。
各类弹性元件在工作瞬间或试验期间允许超过额定位移的承受能力。在发生超载位移时，弹性元件不应发生损坏、失效、失稳等情况。对于仪表弹性敏感元件，超载位移一般限定在额定位移的125%，工程中使用的波纹管类组件，应根据工程条件和安全程度确定。 金属波纹管及其它弹性元件在某一指定煮上的位移与作用载荷之间的关系称为弹性特性，而位移和载荷都应存元件材料的弹性范围内波纹管类组件的弹性特性可以用函数方程、表格与曲线图等形式表示。其弹性特性取决于各类弹性元件的结构及加载方式。元件的弹性特性可以是线性的或非线性的，非线性还可分为递增特性和递减特性两种。
弹性特性是波纹管及其它弹性元件的一个主要性能指标。仪器仪表和测量装置中使用的弹性元件，在设计时一般总是力求使元件的输出量与被测参数（载荷）之间呈线性关系。这样可以采用较简单的传动放大机构实现仪表的等分刻度。 金属波纹管及其它弹性元件的残余变形是指加载后元件产生位移，而卸载后再经过相当长的一段时间弹性元件仍不能回复到原始位置．产生一个永久变形的残留值。元件的残余变形里与使用状态有关。当拉伸（或压缩）的位移里逐渐增大到一定的位移值后，残余变形将显著增加。
残余变形是判定弹性元件变形能力的参数对于弹性敏感元件，如果在达到额定位移值后产生了较大的残余位移，这将影响仪表的测量精度。因此．一般对残余变形量给出一定的界限值。在工程中应用的波纹管类组件（如波纹膨胀节），有时为得到较大的位移，使元件工作在弹塑性区，会出现较大的残余变形。如能满足一定的使用寿命而不失效．这时残余变形量不再考虑。
波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。管材壁采用"U"字形结构，耐冲击、耐压，地基下沉情况下也不破裂，而且变形后复原性强，对地基都有很好的适应性；即便在-60℃环境中不会被冻裂及膨胀漏水，比钢管、水泥管耐磨，生活水废渣通运能力强。
1、结构独特，强度高，抗压耐冲击。
2、内壁平滑，摩阻，过流量大。
3、连接方便，接头抄密封好，无渗漏。
4、重量轻、施工快捷，降低费用。
5、埋地使用寿命达五十年以上。
6、聚乙烯属于碳氢聚合物，分子无极性，耐酸碱腐蚀。
7、原料为绿色环保材料，无毒，不腐蚀，不结垢，可回收再利用。
1、耐化学性：不被污染、废水及化学药品腐蚀，不因土壤中腐烂物质而腐蚀；
2、抗冲击：管材壁采用"U"字形结构，耐冲击、耐压，地基下沉情况下也不破裂，而且变形后复原性强，对地基都有很好的适应性；
3、耐老化：管材通常为黑色，可承受存放和施工过程中太阳的直晒；
4、耐寒性：管材在-60℃环境中不会被冻裂及膨胀漏水；
5、重量轻：便于运输，施工方便，是水泥管重量的1/8，埋管只需挖土机，不需大型设备；
6、连接方便：管材可先在沟外连接，用挖土机推到沟中，减少工程时间和费用；
7、耐磨性优越：比钢管、水泥管耐磨，生活水废渣通运能力强；
8、排水流通性优越：内部光滑，减少摩擦，排水速度快；
9、经济性：施工、管理、维修费用低；
10、环境影响：HDPE是无毒性原料，对土地等环境无害，并且能够再生利用。
11、管道系统稳定性好：管材圆型外拉筋结构不但增加了管材的环刚度，同时具有根阻作用，解决了管道纵向移位产生的拉紧及顶井问题。
12、完全可靠的环刚度：由于钢塑两种材料的弹性模量比大于200，重量比大于7.85，因此与纯塑管相比，钢带增强极易使管材（特别是大直径管材）具有足够安全可靠的环刚度及相对较高的刚度重量比。
金属波纹管作为弹性密封零件，首先要满足强度条件，即其最大应力不超过给定条件下的许用应力。许用应力可由极限应力除以安全系数得出。根据波纹管的工作条件和对它的使用要求，极限应力可以是屈服强度，也可以是波纹管失稳时的临界应力，或者是疲劳强度等。要计算波纹管最大工作应力必须分析波纹管管壁中的应力分布。
波纹管主要包括金属波纹管、波纹膨胀节、波纹换热管、膜片膜盒和金属软管等。金属波纹管主要应用于补偿管线热变形、减震、吸收管线沉降变形等作用，广泛应用于石化、仪表、航天、化工、电力、水泥、冶金等行业。塑料等其他材质波纹管在介质输送、电力穿线、机床、家电等领域有着不可替代的作用。
波纹管：压力测量仪表中的一种测压弹性元件。它是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体，波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆帕。
扩展资料：
金属波纹管及其它弹性元件在某一指定煮上的位移与作用载荷之间的关系称为弹性特性，而位移和载荷都应存元件材料的弹性范围内波纹管类组件的弹性特性可以用函数方程、表格与曲线图等形式表示。其弹性特性取决于各类弹性元件的结构及加载方式。元件的弹性特性可以是线性的或非线性的，非线性还可分为递增特性和递减特性两种。
弹性特性是波纹管及其它弹性元件的一个主要性能指标。仪器仪表和测量装置中使用的弹性元件，在设计时一般总是力求使元件的输出量与被测参数（载荷）之间呈线性关系。这样可以采用较简单的传动放大机构实现仪表的等分刻度。
参考资料来源：百度百科-波纹管
1.热态缠绕成型熔缝质量高 从挤塑机口模挤出的处于熔融状态的平料带和U型料带，按预定的位置均匀的缠绕在加热的滚筒模具上，保证了结构壁管熔接缝质量。特别是结构设计中平料带的熔接缝被聚乙烯包覆支撑管所覆盖，提高了制品整体的抗外压能力。
2.安装性能优异 管道连接采用在承口预埋电熔丝同材质承插电熔连接技术，连接质量高。可做到100%无泄露，保证了管道系统寿命的相同性和运行的安全性。同时，由于该产品在同等应用条件下比其它管材重量轻，便于运输，施工方便快捷，可降低施工费用，在应用范围，不需混凝土垫层和混凝土管基沟槽合格后即可直接敷管，基本上呆做到边开挖、边下管、边回填，简化了施工程序，缩短了工期。在工程验收时，采用闭气检验代替闭水试验，既加快了验收速度，又节 闭水试验中繁杂的工作和大量的试验费用。
3.较好的柔韧性 高密度聚乙烯缠绕结构壁管材在宏观上上具有很好的柔韧性，而局部管段又有很强的刚性和整体抗外压能力，在有超重荷载路面下使用时，可保证通行安全。由于管材的柔韧性，发生地震、在面不均匀沉降等地质活动时，也能将管道破坏损失降为最小，从而提高了公用设施抗震减灾的能力。
4.HDPE可循环回收使用，属绿色环保型产品缠绕结构壁管的主要原材料高密度聚丙烯，无任何毒性，在生产过程中也无任何染物产生，废管道可100%回收再利用。确属环保安全型绿色产品。
5.抗腐蚀、耐老化、使用寿命确保50年 高密度聚乙烯具有极强的耐化学药品腐蚀和侵蚀的能力。因此缠绕结构壁管在输送腐蚀性流体或在腐蚀性地土壤中敷设时，不须防腐处理，性能大大优于其它管材。该产品在设计过程中，选择合理的产品结构形式，确保塑管的使用寿命在50年以上，并在寿命期内免维护。
6.管内壁糙率低，输水量大 绕结构壁管产品内壁糙率N约为0.010，因此输送流体时比摩阻小，相对同内径其它客票和，在同等使用条件下输水量较水泥管可大幅度提高。因此可用内径较小的缠绕结构壁管替代内径较大的水泥管 在应用中，同等条件下使用缠绕结构壁管的工程和可靠性与传统管材相比都将提高，综合效益明显，特别是在施工场地狭窄、建筑密集、地下管线复杂和交通繁忙路段以及在酸碱性土壤铺设时，更具优越性。
一、强度高，由于其独特的波纹结构使其比同口径的水泥管耐压强度大15倍以上。
二、钢波纹涵管是采用套筒或法兰方式 连接，而且可以根据需要定制长度，即使是非熟练工也可以操作，施工以少量的手工操作，可在短时间内完成，既快捷又方便。
三、钢波纹涵管涵是采用钢管热浸镀锌，所以使用寿命长，寿命为80-100年，在腐蚀性特别大的环境下使用时，采用内外表面沥清附层的钢波纹涵管，可在原使用寿命基础上提高约20年以上。
四、优良的经济性：连接方式简便，可缩短工期。
钢带波纹管表面进行特殊预处理，以增强钢材的防腐蚀能力以及钢材和塑料的粘合力，在塑料原料充分熔融的状态下缠绕成型，管材的整体结构牢固可靠。由于采用特殊材料和工艺既解决了钢板防腐问题也解决了钢板与PE材料的粘合度，使管道的使用寿命和纯塑料管道一样。可采用电热熔连接、热收缩带连接、内外挤出焊接或多种连接组合使用，连接牢固。以下是钢带波纹管的性能：
一、便于运输，施工方便，是水泥管重量的1/8，埋管只需挖土机，不需大型设备
二、不被污染、废水及化学药品腐蚀，不因土壤中腐烂物质而腐蚀
三、管材可先在沟外连接，用挖土机推到沟中，减少工程时间和费用
四、管材壁采用"U"字形结构，耐冲击、耐压，地基下沉情况下也不破裂，而且变形后复原性强，对地基都有很好的适应性
五、由于钢塑两种材料的弹性模量比大于200，重量比大于7.85，因此与纯塑管相比，钢带增强极易使管材(特别是大直径管材)具有足够安全可靠的环刚度及相对较高的刚度重量比。
由于产品的特性不同，所以大家在选购的时候，可根据现场情况、设计图纸进行采购，以免买错，造成不必要的麻烦。
