金属波纹管的设计方法

金属波纹管的设计计算方法主要有三种：解析法、工程设计法和有限元法。

在20世纪70年代之前，金属波纹管结构分析主要采用解析法，其主要思想是：根据近似简单梁、近似圆柱体、近似壳体的假设，依据材料力学理论了解波纹管壳体的应力-应变值。但由于波纹管本身是一种较为复杂的轴对称薄壁壳体，且在绝大多数工况下材料处于塑性大变形范围内，因而在解析解与波纹管材料的实际响应之间存在着较大的误差。现解析法在行业内应用较少。

为了适应工程设计需要，引入了工程设计法，该方法的主要思想是在解析法了解的近似解中引出了图表形式的修正系数，经过近似修正，得出简单的设计计算公式，并在工程设计中应用。我国较有影响的工程设计方法是美国膨胀节制造者协会（EJMA）标准公式，它对波纹管的应力分析，假设条件较合理，加上计算式对实际的影响因素做了修正，故计算结构与实验数据较为接近，国内相关波纹管标准大多采用EJMA标准中的计算公式。现在，随着特种波纹管在石油石化，水泥等行业的大量应用，工程设计方法已较难满足复杂工况下的波纹管设计要求，需要应用设计计算方法。

近几年，随着计算机和计算数学的发展而产生，有限元法在波纹管的数值分析中的应用。有限元法的主要思想是将波纹管本体进行离散化，分成若干个单元，通过原理建立起以结点位移为基本未知量的代数方程组，通过求解结点位移，进而求出应变和应力，是对波纹管进行综合性能分析的方法。

波纹管安装：（1）安装误差要求：波纹管应按设计要求位置安装，波纹管上下保护设计厚度施工安装误差应该控制在5mm以内。设计水平净距施工误差在标准管之内，应控制在5mm之内。波纹管长度方向错位误差应控制在15mm以内但不应在一个方向连续错位。

（2）预埋管线：在波纹管安装钱应考虑设计要求埋入中的各种管线。布线前应对各种管现进行直接综合，在垂直波纹管防线的适当位置预留100mm左右的实心带，同时考虑非标准长度的波纹管规格及数量不宜过多，避免造成安装及制作的复杂。

波纹管按规定的弯曲方法反复弯曲几次后，塞规能够顺利从波管中通过，则波纹的柔韧性是合格的。 波纹管低温落锤冲击试验的真空冲击率大允许值为一成，波纹管的接长可以采用的是焊接机进行熔接或是机械式连接，机械式连接采用接头的形式进行，它就包括管与管连接的连接管、管和锚具垫板连接的连接头、管与排气管连接的排气管连接头三种不同情况。波纹管的产品柔韧性好、刚度高，不容易捣棒凿破，这样波纹管是由高密度聚乙烯经过挤出机挤出成型为单壁波纹管，用于后张预应力混凝土的结构，作为预应力筋的成孔管道效果很好。