束 振，马咏梅，李何钰秋，卢翔宇，陈赵勤，王 捷，王子涵，王泽平

（1.四川大学 机械工程学院,四川 成都 610065；2.四川日机密封件股份有限公司,四川 成都 610045）

金属波纹管是一种重要的机械密封弹性补偿元件，其泄漏量低、可靠性高、运行稳定且使用寿命长，已广泛应用于石油化工、航空航天及仪器仪表等领域。弯曲刚度是焊接金属波纹管的重要性能指标,对于其的设计及制造有重要意义[1]。目前针对S型焊接金属波纹管刚度的研究主要集中在轴向刚度和扭转刚度领域。沈祖培、BECHT C等[2-3]讨论了轴向刚度和弯曲刚度的关系，提出利用轴向刚度近似求解弯曲刚度的公式。S型焊接金属波纹管弯曲刚度解析求解过程复杂，文中通过有限元仿真方法和实验室测试方法研究波纹管的弯曲刚度，通过结果对比讨论方法的可靠性以及弯曲刚度随轴向作用力的变化规律。

1 S型焊接金属波纹管特点

S型焊接金属波纹管是较常用的一种金属波纹管类型，其基本和主要功能结构为S型波片。S型波片由多个薄板冲压而成，内外边缘通过精密焊接交替相连。作为与补偿环相连接的弹性元件，S型焊接金属波纹管具有以下几个特点：①浮动性好。对轴的振动、偏摆具有良好的适应性。②耐高温，可以广泛应用于易燃介质环境。③弹簧刚度较低。④结构简单，比常规机械密封更方便安装。⑤泄漏量少，密封性能好。⑥使用寿命长，可适应于长时间连续工作生产[4-5]。

S型单层焊接金属波纹管和S型双层焊接金属波纹管是2种常见的S型焊接金属波纹管。……