建立完整的预应力波纹管优化设计的数学模型，并利用有效的新方法进行预应力波纹管优化设计是必要的。

预应力波纹管

在EJMA的基础上，以单位重量下预应力波纹管的补偿量为预应力波纹管优化设计的目标函数，建立满足各种性能约束的条件的预应力波纹管结构完整性优化设计数学模型，利用Eberhart于1995年提出的有效新方法一粒子群法，实现预应力波纹管的结构完整性优化设计，并给出了一些工程算例。预应力波纹管在使用过程中，往往经受循环载荷作用而出现疲劳寿命***.并和强度及稳定性问题，终导致预应力波纹管膨胀节在使用过程中失效，所以，在设计时，常采用疲劳寿命设计方法。

国际上很多压力容器规范，包括A***E标准、EJMA标准、英国BS5500、日本JISB-8281皆采用该设计方法设计预应力波纹管，以EJMA((美国膨胀节制造商协会标准》)第8版及2005年补遗为准则，指导整个预应力波纹管结构完整性优化设计，包括预应力波纹管当量轴向位移补偿量的确定、所涉及的疲劳寿命、强度、刚度、稳定性和生产工艺性等性能约束条件的确定，相应的预应力波纹管设计计算公式及相关参数的确定。

在液压成型过程中模具的设计是至关重要的，通常的模具结构包括密封系统、合模系统、成型模具、导向系统。成型时管材两端与一对芯轴配合，对管材实行端部密封，中间的成型模具彼此均等间隔地分布在端部模具之间。然后管材的两端密封，并在液压作用下，进行成形作业。此时管材从内部膨胀，并且在膨胀的部分形成半圆形波峰。然后，端部模具在合模系统的作用下彼此移进，直至中间成型模具可以彼此接触时管子受压成形，这时得到的是

U 形波。内部受压产生的径向膨胀部分形成波峰，内凹的部分称为波谷。

预应力金属波纹管厂家使用液压成型的方法制造的预应力金属波纹管具有良好的综合性能，在各行业中已经得到了广泛的应用。

预应力金属波纹管的性能优于其他波纹管，柔性增强，对于比较恶劣的使用环境适应性更强，在欧洲的车型上已有应用。与此同时对预应力金属波纹管的质量要求也越来越高，高质量的模具设计是关键，它在波纹的成型中起到了事半功倍的作用。

1、预应力金属波纹管的外观质量检验：

预应力金属波纹管的内外表面在标准照明条件下应无视觉可见的、明显能引起应力集中的、对强度寿命有影响的尖锐凹坑、压痕、划伤(不大于单层壁厚负偏差)、裂纹等缺陷，轻微模具压痕除外；预应力金属波纹管内表面应刺；翻边处密封面表面粗糙度应达到Ral。6，密封面处焊缝应打磨平滑。铸铝法兰外表面应无尖角，毛刺，各个相关面圆滑过渡。

2、预应力金属波纹管的无损检测：

预应力金属波纹管管坯采用不填料钨极弧焊，焊接完成后进行射线检测(RT)，验收标准符合ENl435，底片黑度控制在2.3—3.0之间，像质计为W19；预应力金属波纹管成型后其内外层需进行渗透检测(PT，执行标准JB/

T4730.5)；该波纹管设计为0.5 mm×4层，其中间两层一般无需进行成型后无损检测，若对于焊缝有异议，可以通过射线检测辅助确定焊缝质量。