波纹管两端都受到限制时,如果波纹管内压力增大至某一临界值,波纹管就会产生失稳现象。对于工作在压缩状态的波纹管,它的较大压缩位移是,当在压力作用下时,压缩到波纹之间相互彼此接触时所能产生的较大位移值,也称为结构允许较大位移,它等于波纹管自由长度与较大压缩长度之差。
波纹管不产生塑性变形情况下所能获得的较大位移称为波纹管的允许位移,在实际工作过程中波纹管会产生残余变形、塑性变形。在力或压力作用下产生变形后,当力或压力卸除,波纹管不恢复原始状态,残余变形通常用波纹管不恢复原始位置的量来表示,又称零位偏移。
波纹管无论拉伸还是压缩位移,在波纹管位移的起始阶段,它的残余变形量都比较小,一般都小于波纹管标准中规定的允许零位偏移值。但当拉伸或压缩位移量逐渐增大到超过一定的位移值后,会引起零位偏移值的突然增大,这表示波纹管产生比较大的残余变形,所以波纹管一般不超过这个位移量。
波纹管在压缩状态下工作时的允许压缩位移量比工作在拉伸状态下的允许拉伸位移量要大一些,所以在设计波纹管时应尽可能让波纹管在压缩状态下工作。一般情况下,同一材料、同一规格的波纹管,其允许的压缩位移是允许的拉伸位移的1.5倍。
允许位移与波纹管的几何尺寸参数及材料性能有关。一般波纹管的允许位移大小与材料的屈服强度及外径的平方成正比,而与材料的弹性模量、波纹管的壁厚成反比。同时,相对波深、波厚对它也有一定影响。