金屬軟管的可靠性

　　金屬軟管設計的可靠性，對使用的影響很大，所以，對它們在縱、橫兩個方向上的剛度、彎曲半徑及大工作壓力值等機械性能方面的重要參數的確定，要經過嚴格地分析、計算。否則，在工程中，不但難以達到保證質量、節省資金、保障等效果，反而可能造成重大的損失。

　　金屬波紋管與普通金屬光滑管相比較，具有一定的撓性。當然，許多散熱片一類的管子，盡管其外表面也呈波紋形狀，但卻沒有撓性，這是因為它的結構與金屬波紋管的結構有著根本的不同。本質的區別是：金屬波紋管在任何截面上、任意兩點的壁厚都是相等的（液壓或機械旋壓成型過程中的微變薄量忽略不計）；它的波紋是空心波紋。而散熱片一類的管子從其軸向剖面上看去，波紋部分的壁厚卻比其它部分厚得多，它的波紋是實心波紋。

　　眾所周知，凡用金屬波紋管的場合，主要是利用其彈性或撓性。當然，人們決不會用鑄鐵一類的脆性材料或硬質狀態的管材、帶材去制作金屬波紋管。盡管金屬波紋管的撓性與其通徑、波紋幾何形狀、材料、狀態、壁厚等因素有關，而正是由于上述原因，故在一般情況下，可以忽略材料、狀態、壁厚等方面的既定因素，僅從通徑、波紋幾何形狀方面就能夠相對準確地分析出金屬波紋管的撓性。

　　實際工程應用上，對各種金屬波紋管的彎曲半徑都有一個起碼的要求。人們已經習慣用波紋管的彎曲半徑來說明其撓性。由于各類儀器儀表、機械設備上使用的彈性元件、元件、輸送各種介質的軟導管，多為“U”形金屬波紋管或以“U”形金屬波紋管派生出來的“S”形、“Ω”形和其它形式的波紋管。因此，以“U”形金屬波紋管為典型，分析它的彎曲半徑具有普遍的指導意義。

　　金屬波紋管在橫向上受到力的作用之后，必然產生彎曲變形，變形的主要部位就是圓環膜片。凹面向心和凹面背心的兩個半圓弧（從軸向剖面圖上來看，它稱作波峰和波谷）剛性大，它與圓環膜片相比，變形小。也就是說，凹面向心和凹面背心的半圓弧的小半徑以及連接它們的圓環膜片的內、外半徑差，這兩個參數與變形有著直接的關系。但由于制造工藝上的困難，一定通徑的金屬波紋管的波紋高度將受到其大值的限定。這就是說，波峰和波谷半圓弧的小半徑及圓環膜片的內、外半徑之差這兩個值的確定，是以通徑大小為基礎的。從這個意義上來看，通徑大小是影響金屬波紋管變形的主要因素。因此，國外通常將金屬波紋管的彎曲半徑與其通徑的大小構成一定的關系式。像研究梁的變形一樣，我們從純彎曲的情況著手，在假設彎曲狀態下的金屬波紋管的軸向剖面上取半個波峰寬度和半個波谷寬度作為微量，從其通徑和波紋幾何形狀上去分析。撓性是金屬波紋管的一個重要特性，掌握其彎曲半徑的變化規律，是金屬波紋管設計、制造、使用過程中的必要條件。