金屬波紋管及其它彈性元件的殘余變形是指加載后元件產(chǎn)生位移，而卸載后再經(jīng)過相當(dāng)長的一段時間彈性元件仍不能回復(fù)到原始位置．產(chǎn)生一個永久變形的殘留值。元件的殘余變形里與使用狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)拉伸（或壓縮）的位移里逐漸增大到一定的位移值后，殘余變形將顯著增加。
殘余變形是判定彈性元件變形能力的參數(shù)對于彈性敏感元件，如果在達到額定位移值后產(chǎn)生了較大的殘余位移，這將影響儀表的測量精度。因此．一般對殘余變形量給出一定的界限值。在工程中應(yīng)用的波紋管類組件（如波紋膨脹節(jié)），有時為得到較大的位移，使元件工作在彈塑性區(qū)，會出現(xiàn)較大的殘余變形。如能滿足一定的使用壽命而不失效．這時殘余變形量不再考慮。
金屬波紋管設(shè)計的理論基礎(chǔ)是板殼理論、材料力學(xué)、計算數(shù)學(xué)等。波紋管設(shè)計的參數(shù)較多，由于波紋管在系統(tǒng)中的用途不同，其設(shè)計計算的重點也不一樣。例如，波紋管用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內(nèi)其有效面積不變或變化很小，用于測量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；用于真空開關(guān)管作真空密封件，要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命；用于閥門作密封件，要求波紋管應(yīng)具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。根據(jù)波紋管的結(jié)構(gòu)特點，可以把波紋管當(dāng)作圓環(huán)殼、扁錐殼或圓環(huán)板所組成。設(shè)計計算波紋管也就是設(shè)計計算圓外殼、扁錐殼或團環(huán)板。
計算的參數(shù)為剛度、應(yīng)力、有效面積、失穩(wěn)、允許位移、耐壓力和使用壽命。
耐壓力
耐壓力是波紋管性能的一個重要參數(shù)。波紋管在常溫時，波形上不發(fā)生塑性變形所能承受的最大靜壓力，即為波紋管的最大耐壓力在一般情況下，波紋管是在一定的壓力（內(nèi)壓或外壓）下工作的，所以它在整個工作過程中必須承受這個壓力而不產(chǎn)生塑性變形。
波紋管的耐壓力實際上屬于波紋管的強度范疇。計算的關(guān)鍵是應(yīng)力分析，也就是分析波紋管管壁上的應(yīng)力只要波紋管管壁上最大應(yīng)力點的應(yīng)力不超過材料的屈服強度，波紋管所受的壓力就不會達到其耐壓力。
同一波紋管在其它工作條件相同時，受外壓比受內(nèi)壓時的穩(wěn)定性要好，所以，受外壓作用時的最大耐壓力比受內(nèi)壓時高。
當(dāng)波紋管兩端固定，如果在其內(nèi)腔通入足夠大的壓力時，波紋管波峰處有可能爆破損壞。波紋管開始出現(xiàn)爆破時波紋管內(nèi)部的壓力值稱為爆破壓力。爆破壓力是表征波紋管最大耐壓強度的參數(shù)。波紋管在整個工作過程中，其工作壓力遠小于爆破壓力，否則波紋管將破裂損壞。
當(dāng)波紋長度小于或等于外徑時，其計算結(jié)果和實際爆破壓力很接近；對細長型波紋管其實際爆破壓力要低很多。爆破壓力大約為允許工作壓力的3~10倍。
對于工作在壓縮狀態(tài)的波紋管，它的最大壓縮位移是：波紋管在壓力作用下，壓縮到波紋之間相互彼此接觸時所能產(chǎn)生的最大位移值，也稱為結(jié)構(gòu)允許最大位移，它等于波紋管自由長度與最大壓縮長度之差。
波紋管不產(chǎn)生塑性變形情況下所能獲得的最大位移稱為波紋管的允許位移。
波紋管在實際工作過程中會產(chǎn)生殘余變形，殘余變形又稱永久變形或塑性變形，波紋管在力或壓力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)力或壓力卸除后，波紋管不恢復(fù)原始狀態(tài)的現(xiàn)象稱殘余變形，殘余變形通常用波紋管不恢復(fù)原始位置的量來表示又稱零位偏移。
波紋管位移與零位偏移之間的關(guān)系，無論拉伸還是壓縮位移，在波紋管位移的起始階段，它的殘余變形量都很小，一般都小于波紋管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許零位偏移值。但是，當(dāng)拉伸（或壓縮）位移量逐漸增大到超過一定的位移值后，會引起零位偏移值的突然增大，這表示波紋管產(chǎn)生比較大的殘余變形，在這之后．如果再增大一點位移量，殘余變形將顯著增加。所以波紋管一般不應(yīng)超過這個位移量，不然將會嚴重的降低其精度、穩(wěn)定性和可靠性以及使用壽命。
波紋管在壓縮狀態(tài)下工作時的允許壓縮位移量比工作在拉伸狀態(tài)下的允許拉伸位移量要大一些，所以在設(shè)計波紋管時應(yīng)盡可能讓波紋管在壓縮狀態(tài)下工作。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在一般情況下，同一材料、同一規(guī)格的波紋管，其允許的壓縮位移是允許的拉伸位移的1.5倍。
允許位移與波紋管的幾何尺寸參數(shù)及材料性能有關(guān)。一般情況下，波紋管的允許位移大小與材料的屈服強度及外徑的平方成正比，而與材料的彈性模量、波紋管的壁厚成反比。同時，相對波深、波厚對它也有一定影響。
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