我公司深海用波紋管式壓力平衡閥的研究

深海環(huán)境下的大壓力問(wèn)題是進(jìn)行深海資源探索開(kāi)發(fā)的儀器設(shè)備所面臨的首要解決的共性問(wèn)題。壓力平衡的方法已成為解決這一問(wèn)題的首選方案。波紋管作為彈性平衡元件在各種壓力位移補(bǔ)償場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用，而波紋管結(jié)構(gòu)的選取決定了平衡性能的優(yōu)劣。

首先，利用有限元法對(duì)波紋管進(jìn)行了非線性分析（材料非線性、波紋管的大撓度），并由此計(jì)算得到波紋管的允許位移；進(jìn)一步分析了波紋管的幾何參數(shù)對(duì)波紋管性能的關(guān)系。我公司技術(shù)員主要分析了外徑、波數(shù)、壁厚、波高對(duì)波紋管軸向剛度的影響，總結(jié)了波紋管式壓力平衡閥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。并運(yùn)用正交試驗(yàn)的方法對(duì)波紋管的各幾何參數(shù)對(duì)其性能影響關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，并由此得到了最優(yōu)的參數(shù)組合。

其次，對(duì)深海壓力平衡閥用波紋管的疲勞壽命進(jìn)行了分析，并得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)（壁厚、波數(shù)、外徑）對(duì)波紋管疲勞壽命影響的關(guān)系，為波紋管的設(shè)計(jì)選用提供了指導(dǎo)作用。

最后，運(yùn)用數(shù)值積分法，提出了波紋管的體積變化量的計(jì)算方法；基于液體的可壓縮性，推導(dǎo)出了波紋管變形后的體積變化量與波紋管的內(nèi)外壓差的關(guān)系式，并給出了波紋管的工作水深與內(nèi)外壓差的詳細(xì)計(jì)算流程；針對(duì)以上的分析、設(shè)計(jì)了一種波紋管式壓力平衡閥，能夠測(cè)量深海下大壓力的同時(shí)也能測(cè)量微小壓力的變化。