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金属波纹管设计阶段的分析方法

　　金属波纹管是采用精密焊接技术，把多个薄板冲制的环状膜片沿其内外边缘交替焊接而成的带横向波纹的薄壁管件。一般由不锈钢或铜合金加工制成，具有较大的轴向弹性，是一种重要的管道连接和补偿装置，不但具有工作可靠、结构紧凑等优点，还可以降低噪声，吸收管路的振动，起到吸振减振的作用。

　　随着计算机技术的飞速发展，有限元理论已经在金属波纹管的结构分析中得到广泛的应用。目前，对金属波纹管的设计和计算大多都基于静态结构强度分析和理论分析，只考虑了静载荷和静特性，而通常应用中动载荷的作用对金属波纹管的影响也是很大的，因此还要避免实际使用过程中因外部的激振力频率与金属波纹管的固有频率一致而产生共振，从而导致金属波纹管损坏，这就需要考虑金属波纹管的动态特性并对其进行分析和研究。

　　在金属波纹管的设计阶段，要得到金属波纹管固有特性的实验数据往往较难，但可以通过理论计算得到相关的动力学分析参数，目前的方法是有限元分析法。

　　在金属波纹管的设计中，考虑金属波纹管固有频率和振型以避免金属波纹管系统发生共振现象。通过对金属波纹管的模态振型分析表明，弯曲振、压缩振、全振是金属波纹管发生共振町能性振型。低阶的模态振型对振动的影响较小。因此，在金属波纹管系统的设计中要充分考虑金属波纹管固有频率和振型，使工作频率远离金属波纹管的固有频率，避免发生共振。

金属波纹管的张拉工艺和灌浆工艺

金属波纹管的张拉工艺

　　1)张拉程序：

　　0→10% σcon(初始应力)→105% σcon(张拉控制应力)→持荷2 min→100% σcon(终应力)卸荷，采用超张拉回松技术，以提高梁跨中的预应力值，使整根梁预应力值尽可能平均。

　　2)伸长控制值：

　　在初始应力时(10%

σcon)量取千斤顶张拉头外端富余钢丝束的长度与千斤顶活塞伸出长度之和并记录，二者之和为钢丝束的初始长度值;在预应力钢丝束锚固后，量取锚具外侧的钢丝束长度，二者之差为钢丝束张拉伸长值的误差，其误差应满足规范要求(–5%~ 10%)，否则应查明原因并处理。

　　3)张拉过程中出现断丝、滑丝的处理方法如下。

　　断丝的处理办法：按规范规定，建筑结构中有粘结筋如断丝、夹片，锚具应进行替换。

　　滑丝的钢绞线：将滑丝的锚具换掉，重新换上新锚具后再行张拉。

金属波纹管的孔道灌浆工艺

　　采用普通硅酸盐水泥制备成水泥浆，水泥浆宜过筛，不得有结块、杂物，水灰比按0.4~0.45控制，水泥浆中不得掺加含有氯盐的外加剂。

　　灌浆应缓慢均匀进行，并应保证与灌浆过程金属波纹管上的排气孔通畅，待孔道上全部排气孔、出浆孔渗出浓浆后，堵塞排气孔及出浆孔，并继续稳定灌浆30s以上，方可关闭灌浆机。

预应力金属波纹管成形工艺的类型

　　预应力金属波纹管的成形过程通常是经过挤压使管坯发生塑性变形，为避免成形后材料的回弹，后再经过工序使预应力金属波纹管成形。

成形时，管坯内壁在液体压力的作用下，胀制鼓包形成初波，压模推动初波移动使其高度增加宽度缩小，直至达到设计尺寸为止。

按成形过程可分为单波多次成形和多波一次成形。

单波多次成形是，成形一个波的初波后再经挤压使该波成形，然后张开凹模，管坯前进一个波距，重复成形第二个波;多波一次成形是多个波同时胀压成初波后，再经一次挤压成形。

　　橡胶成形：是以橡胶作凸模，以钢模作凹模，橡胶变形产生内压力，使管坯产生径向扩张和轴向挤压的成形工艺。 成形后，橡胶卸载回复原形。

预应力金属波纹管加工成型的比较分析

　　1、机械旋压成形工艺只能加工螺旋波，其他成形工艺只能加工环形波;刚性模成形时管坯的径向扩张和轴向收缩是同时进行的，即使不单独对管坯施加轴向的推力，变形区的材料也能得到很好的补充，因此管壁的壁厚变化非常小。

　　2。软模成形的过程中，为实现挤压成形必须先胀制初波，胀制初波时仅发生径向扩张不伴随轴向收缩，如果变形区的材料得不到及时的补充就会出现壁厚变薄的情况。

考虑到密封问题，液压成形中胀制初波时，管坯轴向都被固定，径向扩张所需的材料仅靠壁厚的变薄来补充;橡胶成形中胀制初波时，可以对管坯施加一定的推力，材料可以得到较及时的补充。

挤压成形的过程和刚性模成形过程类似，即径向扩张和轴向收缩是同时进行的。

　　3、受成形模具的限制，除液压成形可分为单波多次成形和多波一次成形外，其余成形工艺只能采用单波多次成形的方法。

　　常见的预应力金属波纹管成形工艺各具特点，不同的工艺生产的预应力金属波纹管适用于不同的场合。