位移特性
金属波纹管及弹性元件中某一特**(自由端或中心)的位置变化。按照其运动轨迹,可分为线位移和角位移。在外界载荷作用下,金属波纹管可能产生轴向位移、角向位侈及横向位移。
金属波纹管及弹性元件在额定载荷作用下所引起的位移值,也就是它们在正常使用条件下允许产生的工作位移。
各类弹性元件在工作瞬间或试验期间允许**过额定位移的承受能力。在发生**载位移时,弹性元件不应发生损坏、失效、失稳等情况。对于仪表弹性敏感元件,**载位移一般限定在额定位移的125%,工程中使用的波纹管类组件,应根据工程条件和安全程度确定。
承载载荷
作用在金属波纹管及其它弹性元件上的各种预期的负荷值,如集中力F、压力p 和力矩M 等。在金属波纹管类弹性元件使用时,除给定施加的载荷值外,还须给定载荷的作用方向及作用位置。对于压力载荷,还要说明弹性元件是承受内腔压力或外腔压力。
金属波纹管及其它弹性元件在正常工作条件下允许使用的较大载荷值或满量程值。它通常是预期的设计值,或是对产品原型经过实际检测后再经修定的设计值。
具体弹性元件产品在工作中经受瞬间或试验期间允许**过额定载荷而不发生损坏、失效、失稳时的承载能力。对于仪表弹性敏感元件,一般限定**载能力为额定载荷的125%。在工程中使用的波纹管类组件,一般限定在额定载荷的150%。根据工程要求,当要求大的安全系数时,使用的弹性元件规定不允许有任何**载,因此载荷必须小于或等于额定载荷值。
允许位移
对于工作在压缩状态的波纹管,它的较大压缩位移是:波纹管在压力作用下,压缩到波纹之间相互彼此接触时所能产生的较大位移值,也称为结构允许较大位移,它等于波纹管自由长度与较大压缩长度之差。
波纹管不产生塑性变形情况下所能获得的较大位移称为波纹管的允许位移。
波纹管在实际工作过程中会产生残余变形,残余变形又称*变形或塑性变形,波纹管在力或压力作用下产生变形,当力或压力卸除后,波纹管不恢复原始状态的现象称残余变形,残余变形通常用波纹管不恢复原始位置的量来表示又称零位偏移。
波纹管位移与零位偏移之间的关系,无论拉伸还是压缩位移,在波纹管位移的起始阶段,它的残余变形量都很小,一般都小于波纹管标准中规定的允许零位偏移值。但是,当拉伸(或压缩)位移量逐渐增大到**过一定的位移值后,会引起零位偏移值的突然增大,这表示波纹管产生比较大的残余变形,在这之后.如果再增大一点位移量,残余变形将显著增加。所以波纹管一般不应**过这个位移量,不然将会严重的降低其精度、稳定性和可靠性以及使用寿命。
波纹管在压缩状态下工作时的允许压缩位移量比工作在拉伸状态下的允许拉伸位移量要大一些,所以在设计波纹管时应尽可能让波纹管在压缩状态下工作。通过实验发现,在一般情况下,同一材料、同一规格的波纹管,其允许的压缩位移是允许的拉伸位移的1.5倍。
允许位移与波纹管的几何尺寸参数及材料性能有关。一般情况下,波纹管的允许位移大小与材料的屈服强度及外径的平方成正比,而与材料的弹性模量、波纹管的壁厚成反比。同时,相对波深、波厚对它也有一定影响。
弹性特性
金属波纹管及其它弹性元件在某一*煮上的位移与作用载荷之间的关系称为弹性特性,而位移和载荷都应存元件材料的弹性范围内波纹管类组件的弹性特性可以用函数方程、表格与曲线图等形式表示。其弹性特性取决于各类弹性元件的结构及加载方式。元件的弹性特性可以是线性的或非线性的,非线性还可分为递增特性和递减特性两种。
弹性特性是波纹管及其它弹性元件的一个主要性能指标。仪器仪表和测量装置中使用的弹性元件,在设计时一般总是力求使元件的输出量与被测参数(载荷)之间呈线性关系。这样可以采用较简单的传动放大机构实现仪表的等分刻度。