
Ω形與結(jié)構(gòu)(整體加工)
Ω形膨脹節(jié)波殼本身為圓環(huán)形殼體,內(nèi)壓作用下產(chǎn)生的周向與經(jīng)向薄膜應(yīng)力沿截面均勻分布。周向薄膜應(yīng)力約為經(jīng)向薄膜應(yīng)力的一半,比無加強(qiáng)的U形波紋管的周向薄膜應(yīng)力也小很多。
由于Ω形膨脹節(jié)在波谷部分一般都設(shè)有加強(qiáng)環(huán),它不僅承擔(dān)波根外的大部分內(nèi)壓載荷,且對(duì)波殼的變形起到限制作用,承壓變形以后截面形狀及為圓形。
這與彎曲應(yīng)力較大的U形波紋管有很大不同,U形波紋管除波峰、波谷部分變形外、環(huán)板部分也會(huì)產(chǎn)生變形。彎曲應(yīng)力的作用對(duì)殼體是不利的,相當(dāng)外于“有矩"狀態(tài),而Ω形的波殼在內(nèi)壓作用下基本上處于“無矩"狀態(tài),因而Ω形波紋管承壓能力就要比U形波紋管高,其壁厚要比U形波紋管薄,并且還不易產(chǎn)生平面失穩(wěn)。
過去曾認(rèn)為,在大變形量和中、低壓操作情況采用U形膨脹節(jié),而只有在小變形量和壓力較高時(shí)才使用Ω形膨脹節(jié)。這種認(rèn)識(shí)是基于:在相同參數(shù)下,Ω形膨脹節(jié)補(bǔ)償能力比U形膨脹節(jié)要差。
但是,如果考慮二者在內(nèi)壓作用下應(yīng)力狀態(tài)的不同,Ω形膨脹節(jié)的承壓能力則大大高于U形膨脹節(jié)。也即在相同的內(nèi)壓作用下,Ω形膨脹節(jié)的壁厚要比U形膨脹節(jié)小很多,因此,在相同的許用壽命情況下,Ω形膨脹節(jié)的補(bǔ)償量并不比U形膨脹節(jié)小。膨脹節(jié)的疲勞失效是由于環(huán)向裂紋所引起的,其壽命取決于總的經(jīng)向應(yīng)力值。
由于Ω形膨脹節(jié)波殼與相應(yīng)的無加強(qiáng)或帶加強(qiáng)的U形膨脹節(jié)波殼中的內(nèi)壓經(jīng)向彎曲應(yīng)力相比要低,故總的經(jīng)向應(yīng)力值也明顯降低,所以,Ω形膨脹節(jié)的疲勞壽命相對(duì)要高些。
從施工角度來看,當(dāng)補(bǔ)償量一定時(shí),單波補(bǔ)償量大者,所需波數(shù)就少,膨脹節(jié)的軸向長(zhǎng)度就短,這在管網(wǎng)工程中也是十分有利的,可以相應(yīng)減少工程量、降低造價(jià)。
總之,Ω形膨脹節(jié)有良好的性能,并且易于制造,符合對(duì)補(bǔ)償器的幾項(xiàng)基本要求。究竟在什么場(chǎng)合下選用U形膨脹節(jié)或Ω形膨脹節(jié),目前尚無確定的界限。設(shè)計(jì)者和用戶應(yīng)根據(jù)工況條件、產(chǎn)品質(zhì)量以及工程造價(jià)等權(quán)衡以后,做出適當(dāng)?shù)倪x擇。
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