我公司深海用波紋管式壓力平衡閥的研究

深海環境下的大壓力問題是進行深海資源探索開發的儀器設備所面臨的首要解決的共性問題。壓力平衡的方法已成為解決這一問題的首選方案。波紋管作為彈性平衡元件在各種壓力位移補償場合得到了廣泛的應用，而波紋管結構的選取決定了平衡性能的優劣。

首先，利用有限元法對波紋管進行了非線性分析（材料非線性、波紋管的大撓度），并由此計算得到波紋管的允許位移；進一步分析了波紋管的幾何參數對波紋管性能的關系。我公司技術員主要分析了外徑、波數、壁厚、波高對波紋管軸向剛度的影響，總結了波紋管式壓力平衡閥結構的設計原則。并運用正交試驗的方法對波紋管的各幾何參數對其性能影響關系進行優化，并由此得到了最優的參數組合。

其次，對深海壓力平衡閥用波紋管的疲勞壽命進行了分析，并得到各結構參數（壁厚、波數、外徑）對波紋管疲勞壽命影響的關系，為波紋管的設計選用提供了指導作用。

最后，運用數值積分法，提出了波紋管的體積變化量的計算方法；基于液體的可壓縮性，推導出了波紋管變形后的體積變化量與波紋管的內外壓差的關系式，并給出了波紋管的工作水深與內外壓差的詳細計算流程；針對以上的分析、設計了一種波紋管式壓力平衡閥，能夠測量深海下大壓力的同時也能測量微小壓力的變化。