波紋管補(bǔ)償器在使用中降低疲勞壽命可以大幅度地提高波紋管單波位移,但同時(shí)波紋管綜合應(yīng)力也有大幅度地提高,這必將對(duì)波紋管的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成較大的影響。 波紋管的綜合應(yīng)力與其耐壓強(qiáng)度 ,二者反映的均為強(qiáng)度問題。當(dāng)波紋管設(shè)計(jì)的許用壽命較低時(shí),不僅其子午向綜合應(yīng)力較高,環(huán)向應(yīng)力也比較高,使波紋管局部很快進(jìn)入塑性變形,導(dǎo)致波紋管失穩(wěn)。對(duì)于內(nèi)壓波紋管,位移應(yīng)力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸,再加上壓力應(yīng)力,波紋管很快產(chǎn)生平面失穩(wěn)。這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩(wěn)壓力遠(yuǎn)低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預(yù)變位狀態(tài)下,即波紋管位移量為許用值的1/2時(shí),一個(gè)許用疲勞壽命為200次的波紋管,尚未達(dá)到其允許設(shè)計(jì)壓力時(shí),已經(jīng)產(chǎn)生平面失穩(wěn);許用疲勞壽命為1000次的波紋管,達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí),波紋管處于平面穩(wěn)定狀態(tài),達(dá)到1.5倍設(shè)計(jì)壓力時(shí),波紋管處于臨界失穩(wěn)狀態(tài);許用疲勞壽命為2000次的波紋管達(dá)到設(shè)計(jì)壓力1.5倍時(shí),波紋管仍處于平面穩(wěn)定狀態(tài)。
從外壓波紋管縱向剖面看,相當(dāng)于一個(gè)受壓力的拱梁,工作時(shí)波紋管處于拉伸狀態(tài),相當(dāng)于拱梁降低了拱高,其抗失穩(wěn)的能力自然降低。當(dāng)波紋管單波位移過大時(shí),波紋平直部分傾斜,使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢(shì),但波峰圓環(huán)直徑是確定的,為了協(xié)調(diào)變形,就會(huì)產(chǎn)生波峰塌陷,波紋管周向失穩(wěn)。在國(guó)內(nèi)外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中,關(guān)于位移對(duì)波紋管外壓周向穩(wěn)定性的影響均未涉及,有待于深入探討。