弹性元件下作时有两种状态;一种是在一定的载荷和位移情况下工作,并保持载荷、位移始终不变或很少变化,称为静态工作;另一种使用情况是载荷和位移不断周期往复交替变化.元件处于循环工作状态。由于工作状态的不同,元件损坏或失效的模式也不同。仪表弹性敏感元件工作在弹性范围内,基本上处于静态工作状态,使用寿命很长,一般达到数万次到数十万次。工程中应用的波纹管类组件,有时工作在弹塑性范围或交变应力状态,寿命只有成百上干次。元件在循环工作时给定许用工作寿命,规定循环次数、时间和频率。
弹性元件的额定寿命是元件设计时定出的预期使用寿命,要求在这段期间内元件不允许出现疲劳、损坏或失效等现象。
密封性是指元件在一定的内、外压差作用下不泄漏的性能。波纹管类组件工作时,内腔充有气体或液体介质,并有一定的压力,因此密封性。密封性的检测方法有气压密封性试验、渗漏试验、液体加压试验、用肥皂水或氦质谱检漏仪检测。
金属波纹管及弹性元件中某一特(自由端或中心)的位置变化。按照其运动轨迹,可分为线位移和角位移。在外界载荷作用下,金属波纹管可能产生轴向位移、角向位侈及横向位移。金属波纹管及弹性元件在额定载荷作用下所引起的位移值,也就是它们在正常使用条件下允许产生的工作位移。
各类弹性元件在工作瞬间或试验期间允许超过额定位移的承受能力。在发生超载位移时,弹性元件不应发生损坏、失效、失稳等情况。对于仪表弹性敏感元件,超载位移一般限定在额定位移的125%,工程中使用的波纹管类组件,应根据工程条件和安全程度确定。
金属波纹管及其它弹性元件在某一煮上的位移与作用载荷之间的关系称为弹性特性,而位移和载荷都应存元件材料的弹性范围内波纹管类组件的弹性特性可以用函数方程、表格与曲线图等形式表示。其弹性特性取决于各类弹性元件的结构及加载方式。元件的弹性特性可以是线性的或非线性的,非线性还可分为递增特性和递减特性两种。
耐压力是波纹管性能的一个重要参数。波纹管在常温时,波形上不发生塑性变形所能承受的大静压力,即为波纹管的大耐压力在一般情况下,波纹管是在一定的压力(内压或外压)下工作的,所以它在整个工作过程中承受这个压力而不产生塑性变形。
波纹管的耐压力实际上属于波纹管的强度范畴。计算的关键是应力分析,也就是分析波纹管管壁上的应力只要波纹管管壁上大应力点的应力不超过材料的屈服强度,波纹管所受的压力就不会达到其耐压力。同一波纹管在其它工作条件相同时,受外压比受内压时的稳定性要好,所以,受外压作用时的大耐压力比受内压时高。
对于工作在压缩状态的波纹管,它的大压缩位移是:波纹管在压力作用下,压缩到波纹之间相互彼此接触时所能产生的大位移值,也称为结构允许大位移,它等于波纹管自由长度与大压缩长度之差。波纹管不产生塑性变形情况下所能获得的大位移称为波纹管的允许位移。
应用多层波纹管可以降低刚度和变形引起的应力,因而可以在很大程度上提高波纹管的寿命。波纹管在其它情况相同而工作压力性质(恒定或交变载荷)不同的条件下工作时,其使用寿命将有差别。显然,在交变载荷下工作时,波纹管的寿命比恒定载荷下工作时要短一些。