金屬波(bo)(bo)紋(wen)管（簡稱波(bo)(bo)紋(wen)管）是(shi)一(yi)種(zhong)撓性、薄壁、有橫向波(bo)(bo)紋(wen)的管殼零(ling)件(jian)，在(zai)外力及(ji)力矩作用下(xia)能(neng)(neng)吸收軸向、角向、側向及(ji)其組合(he)位移(yi)。除彈性特性外，波(bo)(bo)紋(wen)管還具有耐壓、密封、耐腐蝕、耐溫(wen)度、耐沖擊等多種(zhong)性能(neng)(neng)，是(shi)一(yi)種(zhong)多功(gong)能(neng)(neng)零(ling)部(bu)件(jian)，現已廣泛應用于機(ji)械、航(hang)空航(hang)天、船舶、汽車、石化、能(neng)(neng)源、核工業等領域。申縮節

　　金屬波(bo)(bo)紋管(guan)有許多結構(gou)形式(shi)，以U形波(bo)(bo)紋管(guan)的(de)應(ying)用(yong)最為廣泛。U型金屬波(bo)(bo)紋管(guan)由(you)環板和具有正、負高斯曲率(lv)的(de)半圓環殼組成，在管(guan)道(dao)(dao)系統中(zhong)常(chang)用(yong)它作(zuo)為位(wei)移(yi)補償(chang)元件(jian)，補償(chang)管(guan)道(dao)(dao)由(you)于(yu)熱脹冷(leng)縮、地(di)基不均勻沉(chen)降及安(an)裝(zhuang)誤差(cha)等引起的(de)位(wei)移(yi)。由(you)于(yu)管(guan)道(dao)(dao)所(suo)傳輸的(de)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)具有一定的(de)壓力(li)(li)，波(bo)(bo)紋管(guan)除(chu)了受管(guan)道(dao)(dao)的(de)位(wei)移(yi)作(zuo)用(yong)外(wai)還承(cheng)受介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)壓力(li)(li)。

　　金屬波紋管(guan)(guan)的設計(ji)計(ji)算方(fang)法(fa)(fa)主(zhu)要有(you)三種：解析(xi)(xi)法(fa)(fa)、工(gong)程設計(ji)法(fa)(fa)和(he)有(you)限(xian)元法(fa)(fa)。在(zai)20世紀70年(nian)代之(zhi)前(qian)，金屬波紋管(guan)(guan)結構分析(xi)(xi)主(zhu)要采用解析(xi)(xi)法(fa)(fa)，其主(zhu)要思想是：根(gen)據(ju)近似(si)(si)簡單梁(liang)、近似(si)(si)圓柱體(ti)(ti)、近似(si)(si)殼體(ti)(ti)的假(jia)設，依據(ju)材(cai)料(liao)力學理(li)論得到波紋管(guan)(guan)殼體(ti)(ti)的應力-應變(bian)值(zhi)。但由于波紋管(guan)(guan)本身是一種較為復雜(za)的軸對稱薄壁殼體(ti)(ti)，且在(zai)絕大多(duo)數工(gong)況下材(cai)料(liao)處(chu)于塑性大變(bian)形范圍內(nei)，因而(er)在(zai)解析(xi)(xi)解與(yu)波紋管(guan)(guan)材(cai)料(liao)的實際響應之(zhi)間存在(zai)著較大的誤差。現解析(xi)(xi)法(fa)(fa)在(zai)行(xing)業內(nei)應用較少。

　　為了適應(ying)工(gong)程設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)需要，引入了工(gong)程設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)法(fa)，該(gai)方法(fa)的(de)(de)(de)主要思想是在(zai)(zai)解析法(fa)得到的(de)(de)(de)近(jin)似解中引出了圖表(biao)形式的(de)(de)(de)修(xiu)正系(xi)數，經過近(jin)似修(xiu)正，得到簡單的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)公(gong)式，并(bing)在(zai)(zai)工(gong)程設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)中應(ying)用。我國(guo)(guo)較(jiao)有影響的(de)(de)(de)工(gong)程設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)方法(fa)是美國(guo)(guo)膨(peng)脹節(jie)制造(zao)者協會（EJMA）標準(zhun)公(gong)式，它對波(bo)紋管的(de)(de)(de)應(ying)力分析全面，假(jia)設(she)(she)條件較(jiao)合理，加上計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)式對實際的(de)(de)(de)影響因素做了必要的(de)(de)(de)修(xiu)正，故計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)結構與實驗數據較(jiao)為接近(jin)，有一定準(zhun)確(que)性，國(guo)(guo)內相關波(bo)紋管標準(zhun)大(da)多采(cai)用EJMA標準(zhun)中的(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)公(gong)式。現在(zai)(zai)，隨著特種波(bo)紋管在(zai)(zai)航空航天、核工(gong)業、石油石化等(deng)行業的(de)(de)(de)大(da)量應(ying)用，工(gong)程設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)方法(fa)已較(jiao)難(nan)滿(man)足復雜(za)工(gong)況下的(de)(de)(de)波(bo)紋管設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)要求，需要應(ying)用更精確(que)的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)方法(fa)。

　　近幾年(nian)，隨著計算機和計算數學的發展而(er)產生，有限元(yuan)法在波紋(wen)管的數值分(fen)(fen)析中的應(ying)(ying)用越來越廣泛。有限元(yuan)法的主要(yao)思想(xiang)是將波紋(wen)管本體(ti)進行(xing)離(li)散化，分(fen)(fen)成(cheng)若干(gan)個單元(yuan)，通(tong)過(guo)能量原理(li)建立起以結(jie)點(dian)位移(yi)為基本未(wei)知量的代數方(fang)程組，通(tong)過(guo)求解結(jie)點(dian)位移(yi)，進而(er)求出應(ying)(ying)變和應(ying)(ying)力，是對波紋(wen)管進行(xing)綜合(he)性(xing)能分(fen)(fen)析的有效方(fang)法。