金屬波紋管工程近似法的廣泛應(yīng)用
由于解析方法及數(shù)值方法均不能給出簡潔明確的設(shè)計(jì)公式，為了適合工程需要，相繼出現(xiàn)了許多設(shè)計(jì)公式（工程近似方法）。這些公式均是用材料力學(xué)的方法對金屬波紋管進(jìn)行了適當(dāng)?shù)睾喕瑢⒔饘俨y管視為梁、曲桿或環(huán)板，通過這樣的近似可得出簡單的設(shè)計(jì)公式，并滿足工程精度的要求，非常適合工程運(yùn)用，因此了廣泛地應(yīng)用。
其中應(yīng)用廣泛并成為各國膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)的工程近似法的研究成果是Anderson的NAA-SR-4527《波紋管應(yīng)力分析》，該研究成果以金屬波紋管膨脹節(jié)商品化為研究目標(biāo)，結(jié)合材料力學(xué)和彈性力學(xué)的理論推導(dǎo)、數(shù)值分析和金屬波紋管疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Clark的漸進(jìn)解發(fā)展了U形金屬波紋管位移-應(yīng)力的解，并評定了壓力應(yīng)力。Anderson根據(jù)梁的理論和圖表引入的修正系數(shù)提供了各種方程式，建立起了簡化方程與殼體行為的關(guān)系，采用分析設(shè)計(jì)的理論，將金屬波紋管的應(yīng)力分析簡化成非常適合工程應(yīng)用的工程近似法。
用工程近似法進(jìn)行金屬波紋管的應(yīng)力計(jì)算，主要采用了分析設(shè)計(jì)的思想，將金屬波紋管中的應(yīng)力進(jìn)行了分類。金屬波紋管中的應(yīng)力主要是由壓力和位移引起的，位移引起的應(yīng)力通常大于壓力引起的應(yīng)力，它沿金屬波紋管子午向（縱向）作用，一般高于金屬波紋管材料的屈服應(yīng)力。壓力不僅在金屬波紋管的直邊段和波紋上引起沿圓周方向（周向）作用的薄膜應(yīng)力；壓力還在波紋內(nèi)形成沿子午向作用的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。在設(shè)計(jì)金屬波紋管時(shí)對先對這些應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行分析判定。
U形金屬波紋管分為無加強(qiáng)型金屬波紋管和加強(qiáng)型金屬波紋管，由于二者結(jié)構(gòu)有所不同，應(yīng)力計(jì)算公式也有所區(qū)別。金屬波紋管又可按層數(shù)分為單層、雙層和多層金屬波紋管，單層金屬波紋管是基本的結(jié)構(gòu)。
金屬波紋管在工作時(shí)承受的壓力有內(nèi)壓、外壓或真空，由于計(jì)算由壓力產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，對于內(nèi)壓或外壓情況的應(yīng)力值是大小相同，方向相反。
