波纹涵管在国内的应用不足之处与缺陷

　　虽然对波纹的管设计研究已经取得了长足进展,但还有许多内容有待进一步深入研究。

　　(1)在工程设计中,对于波纹管的轴向屈曲一般按整体抗弯刚度相等的原则将波纹管等效成Euler柱进行计算;对于波纹管的环向屈曲则采用曲梁模型(一段带刚度的子午线),按曲梁产生“塑性铰”的条件确定环向屈曲的临界压力。除此之外未见有更精确的理论分析。迄今为止,对波纹管屈曲机理的

　　认识、对失稳临界压力的计算远未达到令人满意的程度[14]。

　　(2)多层波纹管层间接触状况较为复杂,用非线性有限元模拟其载荷—响应状况尚有一定难度。深入研究多层波纹管层间接触状况,建立合理的非线性计算模型,并通过试验验证提出合理的设计方法是今后波纹管研究的重要内容之一[15～18]。

　　(3)加强对内压-轴向循环压缩位移组合工况下波纹管平面稳定性试验研究,并采用数值计算方法作深入探讨,以建立适合于工程使用的判定方法,是今后波纹管平面稳定性研究的重要内容[19]。

　　(4)虽然波纹管的静动力分析已有大量研究成果,但由于问题的复杂性,对诸如石油储运中广泛出现的波纹管抗震分析及波纹管与内部流体动力耦合等问题,却基本无人问津。在高温、高压、腐蚀等特殊工况下,对波纹管的静力特性、动力特性问题的研究,大多处于经验或试验阶段,理论成果较少;在高温、低温或随机振动环境下,波纹管的疲劳寿命问题、应力腐蚀问题也还在探讨阶段。

　　(5)目前对波纹管的特征值分析,少量的研究也仅给出U型波纹管轴对称振动的固有频率,目前尚未见到对C型波纹管特征值分析的报道[20]。

　　(6)波纹管主要起连接和补偿作用,可以补偿轴向、横向、弯曲、角向位移等等,但有时会既需要它这种良好的位移补偿作用,又需要承受一定量的扭矩,开展对波纹管的扭转失稳研究是非常必要的,国内这方面的理论研究和试验资料均相当有限[21]。

　　(7)目前国际上还没有一套统一的波纹管设计标准,在现有的各个国家一些标准中,以下几个技术问题都尚未解决[22]:设计温度下成形态波纹管材料屈服强度取值;角位移和横向位移对柱稳定性的影响;轴向压缩位移对平面稳定性能的影响;轴向拉伸位移对耐压强度性能的影响;最大应力幅值对疲劳性能的影响波纹管的广泛应用促进了其设计、制造技术的日臻成熟,波纹管的力学性能研究也从工程近似计算、解析法向有限元为主的数值计算发展。随着波纹管应用范围的不断扩大,新工程问题(如波纹管抗震问题)不断出现,对复杂工况下的静力学、动力学特性,虽已开始了一些有益的探讨,但仍有许多问题尚待进一步研究