金屬波紋管常溫疲勞壽命研究

　　在EJMA標(biāo)準(zhǔn)中，其數(shù)據(jù)是基于成形態(tài)波紋管的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，給出的是平均疲勞壽命，包含了尺寸偏差和應(yīng)變集中的影響，但不包含設(shè)計(jì)系數(shù)，只適用于成形態(tài)波紋管。在ASME/ANSI.B31.3 Appendix X中，給出的是設(shè)計(jì)疲勞曲線，數(shù)據(jù)來源與EJMA標(biāo)準(zhǔn)的相同，但取其下限曲線，并對應(yīng)力取1.25倍的系統(tǒng)，只適用于成形態(tài)波在紋管。在ASME.BPVC,Section Ⅷ,Div 1,Appendix BB中，其數(shù)據(jù)是基于成形態(tài)和熱處理態(tài)波紋管的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并取其下限曲線，它包含了尺寸偏差和應(yīng)變集中的影響，但不包含設(shè)計(jì)系數(shù)。ASME.BPVC,Section Ⅷ,Div 2,Appendix 6中，給出的是設(shè)計(jì)疲勞曲線，但曲線是基于光滑試件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對應(yīng)力和循環(huán)數(shù)分別取2和20的系數(shù)。

　　為了獲得應(yīng)力與金屬波紋管疲勞壽命的關(guān)系，W.F.Anderson通過理論方法和試驗(yàn)對無加強(qiáng)形、加強(qiáng)形及Ω形波紋管進(jìn)行了分析，從3種類型108個(gè)波紋管試驗(yàn)結(jié)果來看，不同壓力對金屬波紋管的疲勞壽命影響是不同的。另外，通過把計(jì)算的理論位移彎曲應(yīng)力與理論壓力彎曲應(yīng)力和壓力薄膜應(yīng)力進(jìn)行組合而獲得總的理論應(yīng)力，該理論應(yīng)力與波紋管疲勞壽命之間的相關(guān)系數(shù)是0.87。

　　M.Hamada等通過將旋轉(zhuǎn)殼體的彈塑性分析應(yīng)用于U形波紋管，對U形波紋管各種形狀參數(shù)進(jìn)行了彈塑性分析，分析結(jié)果用于修正波紋管設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式。同時(shí)，作者通過將試驗(yàn)結(jié)果與理論分析相結(jié)合，提出了適合于估算低周疲勞壽命的設(shè)計(jì)公式。

　　Subramanian（1994）基于疲勞壽命取決于材料的屈服強(qiáng)度而提出了用復(fù)合成形工藝，即液壓成形后再滾壓成形，來提高金屬波紋管的疲勞壽命。對比試驗(yàn)的結(jié)果顯示，復(fù)合成形波紋管的疲勞壽命約為液壓成形的3倍。在此還提出了一種能比較準(zhǔn)確地預(yù)測金屬波紋管疲勞壽命的非破壞性試驗(yàn)方法。即對波紋管施加額定的總位移量，測出單個(gè)波紋吸收的位移量，按此單波位移量來計(jì)算應(yīng)力范圍，然后由所適用的疲勞曲線求得相應(yīng)的疲勞壽命。

　　鑒于大型金屬波紋管全尺寸疲勞壽命試驗(yàn)在工程上實(shí)現(xiàn)的困難性，基于局部應(yīng)力一應(yīng)變預(yù)測構(gòu)件疲勞壽命的理論，提出用光滑試板代替大型波紋管進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，并用試板的疲勞曲線預(yù)測波紋管的疲勞壽命。