在波紋管應(yīng)用中，系統(tǒng)(整機(jī))或子系統(tǒng)(部件)給定的條件就是波紋管設(shè)計(jì)和選形的主要依據(jù)。一般給定設(shè)計(jì)條件有以下幾項(xiàng)：
(1)最大空間尺寸或通徑
(2)工作載荷的性質(zhì)和大小
(3)工作位移量
(4)工作溫度范圍
(5)工作介質(zhì)的性質(zhì)
(6)精度要求
(7)使用壽命
金屬波紋管設(shè)計(jì)和選型的內(nèi)容和原則
波紋管設(shè)計(jì)和選型的主要內(nèi)容是：根據(jù)系統(tǒng)給定的已知條件來選擇波紋管的材料，結(jié)構(gòu)刑式、幾何尺寸參數(shù)和性能參數(shù)。在選型過程中，應(yīng)當(dāng)全面滿足系統(tǒng)對(duì)波紋管的使用要求，并力求做到結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理.在有條件的情況下最好進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，波紋管的設(shè)計(jì)選型是非常重要的，如果設(shè)計(jì)選型不合理，波紋管制造的質(zhì)量再高也滿足不了使用要求。
1.材料選擇
根據(jù)波紋管的用途，載荷種類和大小，精度要求、工作介質(zhì)、工作溫度及使用壽命等已知條件，并考慮材料的成形和焊接工藝性。選擇一種合適的材料。材料選擇還要考慮其市場(chǎng)來源。
2.確定結(jié)構(gòu)型式
(1)選擇波紋形狀
根據(jù)波紋管的用途、性能、使用要求以及各種波形的性能和制造特點(diǎn)等因素來選擇比較合理的波紋形狀。在一般情況下，多數(shù)選擇U 型波紋等。
(2)確定波紋管層數(shù)
根據(jù)波紋管的用途、工作壓力、剛度、工作介質(zhì)等因素確定波紋管的層數(shù)。在工作壓力較高的情況下，一般選用多層結(jié)構(gòu)的波紋管，對(duì)于多層波紋管需要合理選擇其層數(shù)和單層壁厚。
(3)初步估定是否要與其它彈性元件聯(lián)用
有些情況下波紋管與螺旋彈簧并聯(lián)使用，這些情況分別是: 為了提高測(cè)量精度;工作壓力比較高的場(chǎng)合;有沖擊載荷的情況。
(4)選擇波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式
選擇波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式，要考慮兩端結(jié)構(gòu)的成形工藝、焊接工藝和整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面的限制。
(5)考慮是否需要導(dǎo)向裝置
當(dāng)波紋管有效長(zhǎng)度比較長(zhǎng)時(shí)，為了避免在工作過程中產(chǎn)生柱狀失穩(wěn)，應(yīng)考慮增加導(dǎo)向裝置。例如，閥用波紋管一般都設(shè)有導(dǎo)向裝置。
(6) 考慮是否需用加強(qiáng)環(huán)
為了適應(yīng)較高工作壓力的使用要求，波紋管可以用加強(qiáng)環(huán)加強(qiáng)，或者采用多層結(jié)構(gòu)，也可以應(yīng)用這兩種結(jié)構(gòu)的組合。加強(qiáng)環(huán)是局部加強(qiáng)，多層結(jié)構(gòu)是整體加強(qiáng)。
3.設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)
波紋管的性能取決于波紋管的結(jié)構(gòu)，波紋管的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括內(nèi)徑、外徑、壁厚、波距、波厚、波紋數(shù)、層數(shù)，兩端配合部分尺寸以及有效長(zhǎng)度、總長(zhǎng)度等。在一般情況下，波紋管的用戶應(yīng)從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制造單位的產(chǎn)品樣本中選擇波紋管，而不是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。這樣能使研制中的問題減到最少，同時(shí)還能降低制造成本和縮短制造周期。
4.設(shè)計(jì)計(jì)算波紋管的性能參數(shù)
在波紋管主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算或選型初步確定之后，再設(shè)計(jì)計(jì)算波紋管的性能參數(shù)。如果波紋管性能參數(shù)不能滿足技術(shù)要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)修正波紋管的幾何尺寸參數(shù)。波紋管的用途不同，其技術(shù)要求也不一樣，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的要求，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。測(cè)量用的波紋管通常主要要求的是剛度、強(qiáng)度和彈性性能。雖然不同幾何形狀、尺寸參數(shù)的多種波紋管都可以滿足同樣的剛度要求，但是在這些波紋管中產(chǎn)生的應(yīng)力值卻不一樣。那些既能滿足剛度要求，而且工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力最小的方案是最合理的。應(yīng)力的減小不僅提高了安全系數(shù)，而且也降低了材料彈性對(duì)遲滯、后效、疲勞等的影響，從而提高了波紋管的精度和工作可靠性。
