使金屬波紋管或其它彈性元件產生單位位移所需要的載荷值稱為元件的剛度,一般用“K”表示。如果元件的彈性特性是非線性的,則剛度不再是常數,而是隨著載荷的增大發生變化。一般工程用的波紋管類彈性元件,剛度允差可限定在+/-50%之內。波紋管的剛度按照載荷及位移性質不同,分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉剛度等。在波紋管的應用中,絕大多數的受力情況是軸向載荷,位移方式為線位移。
1.有效面積的概念和有效面積的變化
有效面積是一個等效的面積,壓力作用在這個面積上將產生相等的軸向力。一般情況下,隨著內壓力的增大,波紋管有效面積變小,面隨外壓力的增加,有效面積變大。
2.波紋管的體積有效面積
波紋管在外力或壓差作用下,其體積變化量與相應的有效長度的變化量之比值稱為體積有效面積。
3.波紋管有效面積的計算
對波紋管有效面積提出的要求及其計算方法取決于波紋管的用途。如果波紋管用作彈性密封件或管路熱補償時,有效面積的意義僅在于用來計算波紋管成形時的軸向力和使用系統中的推力。波紋管的有效面積計算值與實測值之間急有一些差別。一般情況下用專用公式計算波紋管的有效面積,是可以滿足需要的。
當波紋管用于力平衡儀表和需要將壓力轉換為力的場臺,應準確確定其有效面積,要求逐個進行測量。
使用壽命
彈性元件下作時有兩種狀態;一種是在一定的載荷和位移情況下工作,并保持載荷、位移始終不變或很少變化,稱為靜態工作;另一種使用情況是載荷和位移不斷周期往復交替變化.元件處于循環工作狀態。由于工作狀態的不同,元件損壞或失效的模式也不同。儀表彈性敏感元件工作在彈性范圍內,基本上處于靜態工作狀態,使用壽命很長,一般達到數萬次到數十萬次。工程中應用的波紋管類組件,有時工作在彈塑性范圍或交變應力狀態,壽命只有成百上干次。元件在循環工作時必須給定許用工作壽命,規定循環次數、時間和頻率。
彈性元件的額定壽命是元件設計時定出的預期使用壽命,要求在這段期間內元件不允許出現疲勞、損壞或失效等現象。
使用溫度
金屬波紋管類組件的使用溫度范圍很寬,一般都在彈性元件設計制造前給出。有些特殊用途的波紋管,內腔通過液氧(-196℃)或更低溫度的液氮,耐壓高達25MPa 。管網系統連接用的大型波紋膨脹節(公稱直徑有時超過lm ),要求承壓4MPa,耐溫400℃,且有一定的耐腐蝕穩定性。彈性元件的溫度適應能力取決于所采用彈性材料的耐溫性能。因此根據彈性元件的使用溫度范圍,選用合適溫度性能參數的彈性材料,才能加工制造出合格的波紋管類組件。

