预应力金属波纹管高温疲劳寿命

波纹管是一种外表面呈波纹状的薄壁元件，一般由奥氏体不锈钢、高镍合金制造，是航空、航天、石油化工、船舶、核工程及各种仪器仪表、调节附件中的弹性元件。预应力金属波纹管的疲劳失效会给整个系统带来严重的危害，因此，保证波纹管的使用寿命具有重要的意义。

疲劳是材料或者构件在低于其静强度极限的交变载荷作用下，某些局部或者大范围区***入屈服状态，在局部地区出现高度的塑性变形，萌生多种类型的内部缺陷。这种局部的反复塑性变形，经一定的时间后导致微裂纹的产生，微裂纹长大、合并，形成一条或者几条住裂纹，主裂纹逐渐扩展并***终产生断裂。在工程上，这就叫做波纹管的失效。

预应力波纹管

高温疲劳的机理：在高温环境中，构件的疲劳规律比较复杂，常温环境下得出的疲劳规律不能直接应用于高温下的情况，寿命估算的问题也大有问题。所以在高温疲劳寿命研究的是疲劳和蠕变共同作用下的材料力学行为，在高温下的循环载荷会往往导致蠕变--疲劳断裂，这种***行为是一个与时间有关的变形机制。当波纹管金属的实际工作温度高于材料的蠕变温度时，波纹管将受到蠕变与疲劳的相互作用，疲劳寿命明显降低，而且与载荷作用时间有关。

预应力波纹管的结构设计

作为工程上应用广泛的预应力波纹管，其结构完整性设计即是在满足疲劳寿命、强度、稳定性、刚度、生产工艺及补偿量的条件下，设计合理的预应力波纹管结构参数，以单位重量下预应力波纹管的补偿量为目标，建立预应力波纹管结构完整性优化设计模型，采用优化领域的研究方法一粒子群算法

(PSO)实现其结构参数优化设计。一般而言，预应力波纹管的设计过程相当复杂，是一个试算的过程。

在试算过程中，需满足强度、稳定性、疲劳寿命、刚度及生产工艺性等要求，同时预应力波纹管还必须具备一定的柔性提供足够的位移补偿，以满足工程中位移补偿的需要，因此，预应力波纹管的结构设计应该是考虑各种性能约束和补偿要求的结构完整性优化设计。在这方面，一些学者已做了一些工作，如于颖、李永生使用改进的网格法进行预应力波纹管优化系统的开发Ⅲ;杨玲等人将离散复合型法应用于设计预应力波纹管系统，但算法操作繁琐;孙爱芳等人将

ANSYS应用于预应力波纹管的优化设计中

对预应力波纹管的结构及适用领域有特殊的见解

是以需要增添阀门开启及的限位装配，使得阀门启闭过程中，预应力波纹管一向在设计规模内伸缩。其首要应归结为材料中各类化学成分的浸染。剖析清楚地剖明，polyfluron??３ptfe受到的***年夜压力在弯曲内侧（图中绿/黄域）。而且也可以选择剪切部门以上的波纹类型（波纹数较少），可是在剪切部门下的波纹不举荐使用，因为此类型的耐温抗压性较差。该煤气管系中的冷凝水属于高盐水其中含盐量高达５４８６mg/l、电导率越高高达７８６４μs/cm侵蚀速度就越快。一般无缝套的材料为polyfluron??３ptfe，可按照客户要求使用合金材料制造无缝套。

一般情形下，选用预应力波纹管应知足下列前提：（精采塑性，便于预应力波纹管加工成形，且能经由过程随后措置工艺（冷作硬化、热措置获得足够硬度和强度。内部支撑圈可使用hastelloy??３，钛等金属圈外包裹polyfluron??３聚四氟乙烯。）在提到的尺度长度中，手艺规格从命于未通知的变换。【３】杨可桢，程光蕴．机械设计基本【ｍ】．北京：教育

出书社。dr.schnael波纹也有抗真空类型，详情见页。

（２高弹性极限、抗拉强度和委靡强度，保证预应力波纹管正常工作。.０.３环刚度材试件在两平板压扁至径垂直标的目的的变形为划定值时所施加的单元长度垂直荷载的换算值。３１６l、３１７j、incoloy８００、inconel６当这种波纹连系具有狭槽铰链型波纹时，只需右图所示的两个波纹就可以用于措置有较年夜轴向偏的情形。经由剖析故障原因，采纳了适宜的解决方案，消弭了故障，确保了阀门的机能。抵偿量（轴向/径向/角度）列于下表，数值为无组合勾当。聚四氟乙烯是制造波纹的理想材料，因为它具有周全的抗侵蚀性，低弹簧刚性和几乎无限的弹性寿命。球形垫圈材料为碳钢。