【正文】 在此推薦按式(72)計算爆破壓力:此時可從壓力表上讀出最終的爆破壓力，一般爆破力還是較高的，可達設(shè)計壓力的5倍，甚至更高。膨脹節(jié)爆破試驗時，在不斷加壓的過程中，膨脹節(jié)波紋管的變形大致過程如下:當壓力逐漸升至設(shè)計壓力時，波紋管外形無明顯變化。此時測得的循環(huán)壽命，即為膨脹節(jié)的實際疲勞破壞壽命(次)。 在進行疲勞試驗時，波紋管內(nèi)可以是常壓，也可以是采用變化的壓力。 疲勞試驗應(yīng)在專用的疲勞試驗機上進行，目前常用的疲勞試驗機有液壓式或機械式兩類。試件的波數(shù)應(yīng)不小于3個，波紋的波形及制造工藝應(yīng)符合有關(guān)標準要求，試驗前，應(yīng)全面常握波紋管的各種參數(shù)。 測定波距時，應(yīng)在波紋變形最大的平面內(nèi)測量。試驗中，根據(jù)波紋管的波距在內(nèi)壓作用下的改變量來確定是否發(fā)生了失穩(wěn)。 對于有角向位移與橫向位移的膨脹節(jié)，也可以利用軸向工作剛度分別計算由角向位移與橫向位移所引起的力矩和橫向力。 若以連接00′的B線作為軸向工作剛度，則設(shè)計時給出的彈性反力都比實際小。 1)剛度測定方法當然，這些模型與實際狀態(tài)是有一定差別的。在進行氣密試驗時，也要有相應(yīng)得的安全防護措施。 2) 沉水檢查。在試驗時，壓力應(yīng)緩緩上升，達到規(guī)定試驗壓力后保壓10分鐘，不得有泄漏現(xiàn)象。極度危害為I級。 式中符號意義同式(68)和式(69)。 試驗過程中所用壓力表應(yīng)在檢驗有效斯內(nèi)。 在液壓試驗過程中，首先應(yīng)將膨脹節(jié)內(nèi)部充滿水，排凈滯留在膨脹節(jié)內(nèi)的氣體，靜置一段時間，待膨脹節(jié)壁溫與液體介質(zhì)溫度相同后方才升壓。試驗時，壓力應(yīng)緩緩上升，當加壓至設(shè)計壓力后，壓力應(yīng)逐級增加，每級壓力級差不超過試驗壓力的10%，一直升壓至規(guī)定的試驗壓力，并保壓10分鐘，此時，各連接部位和焊縫處應(yīng)無滲漏、無異常變形和異常的響聲，并測量波距，分析波距的變化，判斷其是否發(fā)生過失穩(wěn)現(xiàn)象，并作出質(zhì)量結(jié)論。 進行耐壓試驗時，應(yīng)注意檢查波紋管波距的變化，在試驗壓力下，對于不帶加強環(huán)(或穩(wěn)定環(huán))的膨脹節(jié)。 Psc為柱失穩(wěn)極限設(shè)計壓力，Mpa。 式中:PT試驗壓力，Mpa。 PT=[σ]/[σ]t特別是在下列情況，更有必要進行試驗:當新產(chǎn)品投產(chǎn)。 Mz=Fy Fz=0 選擇膨脹節(jié)時，使每組波紋管的額定補償量△額定≥△。 Y=△L1+△L5 1) 膨脹節(jié)的位移 這種布置很簡單，但不能吸收軸位移，如果軸向位移較大時，要采用復式鉸鏈膨脹節(jié)，或者三支但是鉸鏈膨脹節(jié)的布置方式。 My=0。LxFx △φ=DmY/2L 2) 偏轉(zhuǎn)力和偏轉(zhuǎn)力矩 Mz=0Ly=Fτ(L3+Lb/2)0=Fτ(L3+Lb/2)LzFz Mx=Fz Fy=Fτ。 Fτ=(KxDm△y)/[2Lb] My=0 Ly=L2。 Fy=Fτ。 Mz=FyLxFxLy=Fτ(L3+Lb/2)0=Fτ(L3+Lb/2) F△X=KxX) (3) L形管道Kx 膨脹節(jié)的選擇、導向間距和A、B點的受力計算同上節(jié)aAi X=△LG=α 1)膨脹節(jié)的位移 ：具有附加間隙的導向管架 :主固定管架 管道支架的設(shè)置要允許管道自由位移而又能支承管道、管路附件、保溫材料、流動介質(zhì)等重量。 在側(cè)向位移或角位移的情況，導向管架與管子的間隙除考慮軸向?qū)蚬芗艿囊笸?，還要考慮某一方向的附加間隙，以允許管道在設(shè)計范圍內(nèi)的側(cè)向位移和(或)彎曲。 L2n=√(EI)/(PA177。 管徑≤100mm時，；管徑100mm時，間隙為3mm。 軸向?qū)蚣艿脑O(shè)置是為了使管道沿著軸向進行。 導向管架是為了保證膨脹節(jié)的位移沿著預定的方向進行，以及防止管道失穩(wěn)。△在某些場合下還要考慮管道、管路附件、保溫材料和介質(zhì)的重量，以及風載荷、管段彎曲等所產(chǎn)生的力和力矩。 (1)主固定管架 Fτ=(KxDm△y)/[2(L+Lb)](對于單式膨脹節(jié)，L=0)(π/180)X)(拉伸時x取+號，壓縮時取號) △x=X Mz 坐標系中XOY平面所受的力矩，Nmm: Fp內(nèi)壓產(chǎn)生的推力，N。 dt管道外徑，mm； △t操作溫度芍安裝溫度之差，℃。 符號說明： 6. 設(shè)置膨脹節(jié)管系支架的設(shè)計及受力計算 (4)金屬波紋管可以在高頻率和低振幅的振動場合下使用，但不適合于低頻率和高振幅的振動場合。 Kx=G[(Mn/]2 Kx=G(Mn/2970i)2 ① 波紋管兩端固支時 m γ、γ′分別為波紋管材料和管內(nèi)液體的單位體積重量（N/mm3）。 (55) G=G1+G2=G1+Nγ′π[B12(2r1mδm)+(π/4)B1(2r1mδm)2 δm成型減薄后的波紋管一層材料厚度， N/mm 先求出a值，a=G/W0,在將式（50）代入式（49），經(jīng)過試差渴求的任意頻率階數(shù)的εi （0＜εi＜π/2，i=1,2,3,……）；然后從式（49）相應(yīng)頻率階數(shù)的βi 。 ③一端固定，另一端具有重物（重為W0,N）時， 當將波紋管視作質(zhì)量連續(xù)均布，根據(jù)不同的邊界約束條件，可分別求得波紋管的軸向自振頻率計算公式: fi′=Ci√Kx/G 膨脹節(jié)在實際使用中，大多為水平或垂直于地面安裝，可能使波紋管承受橫向(梁型)振動和軸向(手風琴型)振動，其自振頻率應(yīng)分別加以計算。 nf波紋管設(shè)計疲勞壽命安全系數(shù)；nf≥10 [Nc]波紋管設(shè)計疲勞壽命，周次； 對于無加強的波紋管：Nc=[12820/(Ctσt370)]對奧氏體不銹鋼制的膨脹節(jié)再進行實驗分析研究，考慮應(yīng)變集中，尺寸及溫度等有關(guān)影響因素，對基礎(chǔ)公式加以修正，便得出疲勞壽命計算式。ψ=，代入式（41）可得： 式中：E材料的彈性模數(shù)，Kg/mm2。 式(37)稱為柯芬曼森公式。 （39） (M=, 曼森提出的關(guān)系式為: M、C材料常數(shù)。 柯芬和曼森分別提出了描述塑性循環(huán)應(yīng)變范圍與材料循環(huán)壽命之間的關(guān)系式，其一般形式為: (36) EJMA98中給出的計算式為： Psc=()/(N2q) 為了防止波紋管在試驗條件下發(fā)生屈曲，倍，這是根據(jù)材料在室溫下能夠保持柱穩(wěn)定或平面穩(wěn)定的力學性質(zhì)而確定的。 平面屈曲系指一個或多個波紋平面發(fā)生移動或偏轉(zhuǎn):即這些波紋的平面不再與波紋管軸線保持垂直。 c、經(jīng)向總應(yīng)力范圍： σ2≤Cwb[σ]bt 按EJMA法修正后得： (26) σ3=Ph/2δmm 將（13）式代入（12）式，得周向薄膜應(yīng)力為： α=hq/2 MPa （b）復式膨脹節(jié)整體剛度 (9) Ky=()/[LbN(Lb177。 C=++m/176。 r 波紋管波紋的曲率半徑，mm。 Dm=Db+h在這里只需要使用中間固定支架平面導向支架。 膨脹節(jié)的鉸鏈通常用于承受作用于膨脹節(jié)上的全部壓力推力。 鉸鏈式膨脹節(jié)一般以兩、三個作為一組使用，用于吸收單平面管系中一個或多個方向的橫向位移。 萬能式膨脹節(jié)特別適合吸收橫向位移。在某些情況下，可能有幾種膨脹節(jié)都適合同一項應(yīng)用，這時可以單純根據(jù)經(jīng)濟性來考慮選擇哪一種。 (10)外壓單式軸向型膨脹節(jié) 由中間管所連接的兩個波紋管及拉桿和端板等結(jié)構(gòu)件組成、能吸收任一方向橫向位移并能承受波紋管壓力推力的膨脹節(jié)，(見圖5)。 (2) 單式鉸鏈型膨脹節(jié)膨脹節(jié)的補償元件是波紋管。 膨脹節(jié)除作為熱位移補償裝置使用外，也常被用于隔振和降噪。 U形波紋管膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)類型較多，不同類型的膨脹節(jié)，適用的場合也各不相同。 (5) 復式技桿型膨脹節(jié) 由一個或中間管所連接的兩個工作波紋管和一個平衡波紋管及彎頭或三通、封頭、拉桿和端板等結(jié)構(gòu)件組成、主要用于吸收軸向與橫向組合位移并能承受波紋管壓力推力的膨脹節(jié)(見圖8)。 不同型式的膨脹節(jié)有不同位移補償功能，在管路設(shè)計中，可以根據(jù)管路的結(jié)構(gòu)及壓力與通徑等參數(shù)綜合考慮給予選型。 圖16表示一個包含z形管段的管線上使用膨脹節(jié)的方法。 圖圖21是采用單式膨脹節(jié)吸收軸向與橫向組合位移的典型實例。(2) 萬能式膨脹節(jié) 圖27表示在管道轉(zhuǎn)角不等丁90176。 圖28給出一種常見的非常適于使用彎管壓力平衡式膨脹節(jié)的場合。(3) 鉸鏈式膨脹節(jié) 圖30說明如何用雙鉸鏈系統(tǒng)吸收單平面z形彎管的主要熱膨脹。圖31即表示在單平面Z形彎管中的三鉸系統(tǒng)。 正如鉸鏈式膨脹節(jié)在平面管系中具有很大的優(yōu)越性一樣，萬向鉸鏈式膨脹節(jié)在空間管系中具有類似的優(yōu)越性。 Fex 作用在以Dm為直徑的圓周上的軸向力，N。 q 波紋管的波距，mm。 δm 波紋管成形后的壁厚，mm。 Ku 計算系數(shù) Lb 波紋管的波紋段長度，mm。 Lu復式膨脹節(jié)中，兩波紋管最外端間的距離，mm。 考慮到力學模型的近似性以及波紋管制成后壁厚減薄等因素，對公式（1）進行修正并代入（3）式則得： 式中：δm=δ√Db/Dm （a）單式膨脹節(jié)整體剛度 Kθ=（πDm2fi）/（106N） 由圖39可知，當受內(nèi)壓P作用時，在一個U形波的縱截面上的內(nèi)力與作用在半個環(huán)殼上的外力平衡。 σ2=(qDmP)/[4(πr+α)δm] (13) MPa M=P 斷面系數(shù)為：W=πDmδm2/6 圖39 U形膨脹節(jié)的幾何參數(shù)。 σt=(σ3+ σ4)+σ5+σ6 U形膨脹節(jié)也可看作環(huán)殼與環(huán)板的組合體，承受軸對稱的載荷。有利于進行精確的設(shè)計計算。Ac=(+2h)nδm Cθ基于初始角位移的柱失穩(wěn)壓力削弱系數(shù)； 其他符號意義同前。當波紋管的長度與直徑之比比較大時這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，與壓桿失穩(wěn)相似。在其他支承條件下的極限設(shè)計壓力按以下方法估算， (1)波紋管兩端固支時，柱失穩(wěn)的極限設(shè)計內(nèi)壓 MPa MPa MPa MPa Psi=()/K2√a mm4 (38) =其值可通過斷面收縮率ψ按下式計算： εf=In[1/(1ψ)] （40） 為使式(38)便于應(yīng)用，蘭格 (Langer)根據(jù)實驗驗證，進一步得到下式： (42)其值為σ= 我國GB/T1277799《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件》中規(guī)定U形波紋管膨脹節(jié)疲勞壽命計算式如下： 波紋管的自振頻率計算…… (47) (49) (50) 式中 δm=δ(D0/Dm) Cf系數(shù)。 N對于軸向自振頻率的計算應(yīng)包括各波之間的液體重量G2，即整個波紋管內(nèi)的液體重量減去管內(nèi)徑以內(nèi)的液體重量，因此: N 當在壓縮機、真空泵和柴油機等的管道系統(tǒng)中設(shè)置膨脹節(jié)時，管路設(shè)計應(yīng)使機器的檄發(fā)頻率、管道內(nèi)的氣柱固有頻率、管系結(jié)構(gòu)的固有頻率和波紋管的自振頻率不相重合。K) 。 采用同樣的方法，根據(jù)fi′=fj,fi′=()fgi 的共振條件，從式（45）或式（46）、式（47）、（48）和式（56）、（57）可分別推得波紋管軸向與機器以及氣柱發(fā)生共振時的Kxn,LKx關(guān)系式： m 或 (1)由于機器的轉(zhuǎn)速n通常為一定值，一般不會改變，為使其激發(fā)頻率與波紋管的自振頻率不相重合，波紋管的剛度值應(yīng)大于或小于由式 (60)或 (62)、式 (64)、(66)的計算值。