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简答题画图说明单圈弹簧管测压时的作用原理。
  • 单圈弹簧管如图所示，管子的截面为扁圆形，长轴为a，短轴为b，短轴与圆弧平面平行，且R－r＝b，A端为固定端，B端为自由端，整个管子弯成中心角为的圆弧形。
    当通入压力后，由于短轴方向的内表面积比长轴方向的大，受力也就大，管子有变圆的趋势，即a变小，b变大，设变化后的长轴为a′，短轴为b′。管子受压变形时，管子的长度近似不变，因此可以认为弹簧管的内、外圆弧长度不变。但由于管子受压变形，自由端发生位移，即中心角由ψ变成ψ′，弹簧管圆弧半径也由R和r变成了R′和r′。
    因为管子受压变形后，圆弧长度不变，即
    Rψ＝R′ψ′，rψ＝r′ψ′
    两个等式相减，得（R－r）ψ＝（R′－r′）ψ′
    又因R－r＝b，R′－r′＝b′
    则bψ＝b′ψ′
    由于管子受压变形时，b′＞b，因此ψ＞ψ′。由此说明，受压力作用时，弹簧管的曲率半径增大，管子趋向伸直，自由端外移。
    当弹簧管内受负压作用时，则有b′＜b，ψ＜ψ′。说明弹簧管在负压作用下，管子的曲率半径变小，管子趋向弯曲，自由端向内移。
    自由端的位移量与作用压力（或负压）、初始中心角ψ、材料的性质、管子的壁厚、截面的形状及弹簧管的曲率半径等因素有关，目前尚无定量的理论公式。

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