伴随着工程施工进步与发展,道路工程项目数目不断地变多,难度系数也在加大。为保障结构牢固可靠,满足工程施工建设需要,加强质量管理是很有必要的。金属波纹管变成了常用的技术措施,在工程项目中获得有效应用。在金属波纹管设计的过程中，有哪些参数是需要计算的？

金属波纹管计算的参数为刚度、应力、有效面积、失稳、允许位移、耐压力和使用寿命。

1、刚度

使金属波纹管或其它弹性元件产生单位位移所需要的载荷值称为元件的刚度，一般用“K”表示。如果元件的弹性特性是非线性的，则刚度不再是常数，而是随着载荷的加大发生变化。一般工程用的波纹管类弹性元件，刚度允差可限定在正负百分之五十之内。波纹管的刚度按照载荷及位移性质不同，分为轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度等。在波纹管的应用中，绝大多数的受力情况是轴向载荷，位移方式为线位移。

2、应力

金属波纹管作为弹性密封零件，首先要满足强度条件，即其应力不超过给定条件下的许用应力。许用应力可由及现应力除以安全系数得出。根据波纹管的工作条件和对它的使用要求，及现应力可以是屈服强度，也可以是波纹管失稳时的临界应力，或者是疲劳强度等。要计算波纹管工作应力要分析波纹管管壁中的应力分布。

3、有效面积

对于实现压力一力或力一压力转换的弹性元件，还有一个重要的功能指标是有效面积。有效面积是指弹性元件在单位压力作用下，当其位移为零时所能转换成集中力的大小。

4、失稳

当金属波纹管两端都受到限制时，如果金属波纹管内压力加大***某一临界值，金属波纹管就会产生失稳现象。

5、允许位移

波纹管不产生塑性变形情况下所能获得的位移称为波纹管的允许位移。

对于工作在压缩状态的波纹管，它的压缩位移是：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位移值，也称为结构允许位移，它等于波纹管自由长度与压缩长度之差。

6、耐压力

耐压力是波纹管性能的一个重要参数。波纹管在常温时，波形上不发生塑性变形所能承受的静压力，即为波纹管的耐压力在一般情况下，波纹管是在一定的压力（内压或外压）下工作的，所以它在整个工作过程中要承受这个压力而不产生塑性变形。

7、使用寿命

金属波纹管的寿命是在工作条件下使用时，能保证正常工作的工作期限或循环次数。用金属波纹管组成的弹性密封系统，经常在承受较多循环次数的变动载荷和较大位移的条件下工作，因此确定金属波纹管的使用寿命，具有重要意义。因为波纹管的作用不同，对其使用寿命的要求也不一样。

（1）金属波纹管用来补偿管路系统中因安装造成的位置偏差时，对其寿命要求只有几次就够了。

（2）金属波纹管用于开关频率较高的恒温控制器中，其寿命要达到10000次才能满足使用要求。

（3）金属波纹管用于真空开关作为真空密封件时，其寿命要达到30000次才能保证正常工作。

从上面三种使用实例中可见，由于使用条件不同，金属波纹管要求的使用寿命相差很大。波纹管寿命与所选用材料的疲劳特性有关，同时也取决于成形金属波纹管的残余应力的大小、应力集中的情况和波纹管的表面质量等。此外，使用寿命与金属波纹管的工作条件有关。例如：波纹管工作时的位移、压力、温度、工作介质、振动条件、频率范围、冲击条件等。

金属波纹管在工作过程中，其寿命长短主要取决于工作过程中产生的应力。为了降低应力，一般通过减少金属波纹管的工作位移和降低工作压力来实现。在一般设计中规定金属波纹管的工作位移应小于它的允许位移的一半，它的工作压力应小于波纹管的耐压力的一半。

对生产的波纹管进行实验证明，如果波纹管按上述规范工作，它的便用寿命基本土可达到5万次左右。

根据工作压力性质的不同，金属波纹管的允许位移也有所区别一般波纹管只承受轴向载荷（拉力或压力）时，它的允许位移可在波纹管有效长度的百分之十到百分之四十之间选用；而在金属波纹管承受横向集中力、扭转力矩或综合受力时，金属波纹管的允许位移应适当减小。

应用多层金属波纹管可以降低刚度和变形引起的应力，因而可以在很大程度上提高金属波纹管的寿命。

金属波纹管在其它情况相同而工作压力性质（恒定或交变载荷）不同的条件下工作时，其使用寿命将有差别。显然，在交变载荷下工作时，金属波纹管的寿命比恒定载荷下工作时要短一些。