金属波纹管是一种挠性、薄壁、有横向波纹的管壳零件,在外力及力矩作用下能产生轴向、角向、侧向及其组合位移。除弹性特性外,金属波纹管还具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击等多种性能,是一种多功能零部件,现已广泛应用于机械、航空航天、船舶、汽车、石化、能源、核工业等领域。
近几年,随着国内能源、核电、航天等领域技术水平的迅速发展,对高温、高压和耐腐蚀等特殊用途的金属波纹管需求日益增多。这类特种金属波纹管最普遍的特征是性能指标高、使用环境苛刻、可靠性要求高、设计难度大,很难用常规设计方法进行设计。
对于金属波纹管,目前国内普遍采用的工程设计方法是美国膨胀节制造商协会 (简称EJMA)标准…中的计算公式,该公式能部分解决一般工程上的应用问题,但对于特种金属波纹管,由于使用工况特殊性,很难用EJMA公式准确计算,故需要应用新的设计方法对其进行设计以及可靠性研究。
特种金属波纹管的研制一般需要经过设计、研制、试验、优化、研制等多次循环,大多数满足使用要求,但是安全裕度较大,对于某些关键部件甚至需要进行冗余设计,增加其可靠性。分析其原因,主要是在可靠性设计方面理论研究不够成熟,需要进行相关研究和理论创新。