橡胶膨胀节的应力分析

     橡胶膨胀节是压力容器和管道的一个部件，但其应力状况与压力容器和管道却有很大的不同。这与膨胀节中波纹管特点有关。

　 （1）橡胶膨胀节是一薄壁挠性元件，在内压作用下要吸收（补偿）由于热膨胀或机械运动引起的位移，因此，必须能够充分的变形。

　 （2）橡胶膨胀节的成形过程导致波壳材料金相组织有显著的改变。

　 （3)波纹的受压变形产生的经向弯曲应力是波纹管压力应力的主要成分，另外还有位移应力的影响，因此波纹管的应力分布要比容器复杂的多。

　（4）试验发现波纹管涵的侧壁在内压作用下有臌胀、屈服情况。目前尚无法证明它已损坏了波纹管的完整性。但是这种侧壁臌胀必须以不妨碍波纹管吸收变形的能力为前提。这种轻微的u形状反而增加了波的强度，亦即提高了承载能力。

 　 因此，橡胶膨胀节的设计规则不能沿用传统的刚性压力容器的设计概念。必须建立一套适应自身特点的设计概念和方法。

 　 橡胶膨胀节的应力分析有理论计算和实验测试两种方法。理论计算方式又分以下三种。

　（1)解析法    这种方法是以薄壳理论为基础，从壳体及微分方程出发，经解析求的解，求解过程尽管繁复，但它是波纹管应力分析的力学基础，许多简便的方法也是起源于此。

　（2）数值法   目前用得最多的是有限元法，借助计算机，已成为波纹管应力分析的主要方法。但数值法仅能给出某一波纹管的应力分布状况，不能给出通用解析表达式。

　（3）工程近似法   这种设计方法是最受设计人员欢迎，因为它计算简便，给出清晰地解析公式，工程上也有一定的精度。但由与计算力学模型与钢波纹管原型有一定差异，各计算式均有一定的误差。但总的来说，在非关键场合，这些公式的使用是有效的，标准中也与以采用。