热-机械载荷下厚壁圆筒自增强压力优化分析

理论上推导了厚壁圆筒在内压及热载荷共同作用下的最佳自增强压力,并基于ANSYS的优化分析结果对理论解进行了验证。结果表明最佳自增强压力的理论解与数值解一致,最大误差不超过1%;另外,不考虑热载荷进行自增强后,会增大工作状态下厚壁圆筒内外壁应力差,降低结构的疲劳强度;工程上可根据本文解析解进行自增强处理,以提高厚壁圆筒的承载能力。     

含均布多轴向表面裂纹厚壁圆筒结构安全性评价

轴向表面裂纹对受内压厚壁圆筒结果的安全具有很大的影响.在分析含均布多轴向表面裂纹厚壁圆筒裂纹数目对尖端应力强度因子影响规律的基础上,对外径相同、含均布多轴向表面裂纹厚壁圆筒及以裂纹尖端到厚壁圆筒中心距离为内径厚壁圆筒在受相同内压情况下的最大周向应力进行了对比分析,结果表明:厚壁圆筒裂纹尖端应力强度因子随裂纹数目的增加而逐渐减小并趋于一恒定值,应力强度因子随裂纹数目的减小只是裂纹扩展速度或扩展可能性的减小,含裂纹厚壁圆筒的最大周向应力在N=2时最大,且当N≥2时随着裂纹数目的增加而减小,但仍大于等效减薄厚壁圆筒的最大周向应力,厚壁圆筒的安全性仍小于以等效减薄后的光滑厚壁圆筒.     

热预应力自增强厚壁圆筒研究

厚壁圆筒自增强处理技术的关键在于预应力。传统的自增强处理技术采用的是机械预应力方法,即在圆筒投入使用前,对其施加超过操作压力的自增强压力,使之获得残余预应力。考虑到厚壁圆筒内、外壁存在温差时,筒壁中有热应力产生,因此针对厚壁圆筒自增强问题,提出了以热应力作为预应力的自增强技术。具体研究了圆筒壁厚、温差等对热应力与总应力(热应力与操作应力的叠加)的影响、热应力与总应力的变化趋势、各种参数间的约束条件;在分析热应力与总应力特性的基础上,得出最佳设计条件,提出了基于第四强度理论的热预应力自增强厚壁圆筒的设计方法。结果表明,热预应力能有效地降低和均化厚壁圆筒的操作应力;按照所提出的设计方法,在确保圆筒安全的前提下,可使圆筒获得最大的承载能力和最小的壁厚。     

热-机载荷下厚壁圆筒自增强压力与安全性分析

推导厚壁圆筒在内压及热梯度载荷作用下的最佳自增强压力,并基于ANSYS优化分析结果对理论解进行验证.同时进一步探讨循环热机载荷下自增强对厚壁圆筒安定行为的影响.结果表明,不考虑热载荷时自增强处理会增大工作状态下圆筒内外壁应力差,从而降低结构的疲劳强度;当量纲一温度tn(0.75时,最佳自增强压力的理论解与数值解一致,最大误差不超过1%,而当0.75相似文献   

高速动车组鼓形齿联轴器压装与退卸工艺参数选择

高速动车组鼓形齿联轴器采用圆锥面过盈连接,通过油压拆装工艺实现其压装与退卸。为保证联轴器压装与退卸质量,需严格控制油压拆装工艺的压力。以两个简单厚壁圆筒在弹性范围内的过盈连接为计算基础,通过一定的假定条件,计算出高速动车组鼓形齿轮联轴器压装与退卸的工艺参数,为高速动车组联轴器的油压拆装工艺提供了可靠的技术保证。     

高速旋转下区间参数空心组合厚壁圆筒连接性能分析

传统高速旋转的组合厚壁圆筒都将结构参数视为定量,没有考虑结构参数的不确定性对组合厚壁圆筒连接性能的影响.针对高速旋转下空心组合厚壁圆筒连接失效这一失效形式,考虑结构参数的不确定性,将结构参数中材料特性参数及配合面间的过盈量等视为区间变量,依据弹性力学理论建立起任意转速下空心组合厚壁圆筒接触面间接触应力区间模型,提出了区间临界转速的概念,建立了区间临界转速的计算模型.通过工程实例分析与计算,表明了该方法合理性和有效性.该模型对提高空心组合厚壁圆筒过盈连接性能的可靠性和安全性有着重要的意义.     

高压厚壁圆筒的动态承载能力

本文基于对厚壁圆筒形构件动态自增强的研究成果，提出了高压厚壁圆筒的屈服点疲劳设计准则，确定了高压厚壁圆筒的动态承载能力，分析比较了按不同静态强度设计准则设计的高压厚壁圆筒的动态强度，指出了高压厚壁圆筒的动态承载极限。     

自增强内锥圆筒压力容器的弹塑性应力分析

根据材料的实际性能实验得出了高强度的混合硬化模型,对自增强厚壁内锥圆筒组合式压力容器加载时的应力奕变和卸载后的残余应力应变,建立了非线性边界无限制的计算格式,得到了这种类型的压力容器沿径向和轴向的应力场,并通过超高压自增强实验与有限元计算进行了验证。     

动载荷作用下区分厚壁圆筒和薄壁圆筒的一个准则

从厚壁圆筒弹性动应力解出发,给出了厚壁圆筒内外径处的环向应力的简化计算公式,并提出了在动载荷作用下区分厚壁圆筒和薄壁圆筒的一个准则,认为当K≤1.14时,可以将圆筒视作薄壁圆筒。     

烧结机压料装置中轴压厚壁圆筒有限元分析

探讨了130m2烧结机压料装置中轴压厚壁圆筒的计算问题,提出了厚壁圆筒应按强度问题分析.利用ANSYS在载荷和内径不变的情况下对其进行有限元分析,从应力和位移两个角度综合讨论,得出应力分布不均匀使变形复杂,径向位移正负交加可使零件发生局部失稳,这两种情况均不利于零件的正常工作.得出壁厚为5mm圆筒最为合理这一结论.     

含整圈周向内裂纹厚壁圆筒的极限载荷

基于von Mises屈服准则,考虑厚壁圆筒三向应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性,推导出了含整圈环向内裂纹厚壁圆筒在内压和轴向力共同作用下的理想弹塑性材料极限载荷表达式,并进行了有限元验证。结果表明,理论解与有限元结果接近,且理论解偏保守。     

含缺陷自增强厚壁圆筒塑性极限载荷分析

基于有限元理论,建立内壁含椭球形凹坑的厚壁圆筒有限元模型,模拟厚壁圆筒自增强过程的应力应变。采用三种不同的方法计算含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒的结构极限载荷,给出不同尺寸缺陷对极限载荷的影响规律。通过对比自增强与非增强条件下的极限载荷,表明自增强技术不能有效提高厚壁圆筒的极限承载能力,但在结构极限载荷下,含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒存在一个缺陷尺寸相对不敏感区,对提高结构的安全性是有利的。     

“宏润核装”亮相央视大型纪录片《超级装备》

正【本刊讯】近日,在《超级装备》完整版第四集"基础装备"中,河北宏润核装备科技有限公司(以下简称"宏润核装")自主研制的世界最大5万吨热垂直挤压机精彩亮相。火电、核电管道关键材料——大口径厚壁无缝钢管的生产采用热挤压法,是工业发达国家成熟的工艺方法。耗时3年,耗资5亿元,河北"宏润核装"自主研制的世界最大5万吨热垂直挤压机被看作实施这一工艺的大国重器,突破了管道在口径、厚壁和长度方面的     

厚壁圆筒自增强压力的优化分析

采用考虑材料应变强化效应和包辛格效应的双线性材料模型,建立了厚壁圆筒自增强理论模型。基于工作时的等效应力及周向应力,提出了最佳自增强压力的评定方法并给出了理论求解过程。采用有限元软件对自增强厚壁圆筒涉及的三个加载过程进行模拟分析,模拟结果与理论计算结果相吻合。由模拟结果得到了厚壁圆筒工作时的最大等效应力和最大周向应力与自增强压力的关系曲线,并采用直接加权组合法进行优化,得到了最佳自增强压力。研究结果为厚壁圆筒最佳自增强压力的求解提供了新思路,具有一定的工程意义。     

弹性-幂强化厚壁圆筒的安定分析

本文导出了厚壁圆筒在初次加载、卸载以及重新加载时的应力强度。利用弹塑性分析方法研究了受内压作用下厚壁圆筒的安定性,得到了关于服从各向同性强化规律和服从随动强化规律的弹性-幂强化厚壁圆筒的安定载荷。     

厚壁圆筒安定问题的统一解析解

采用双剪统一强度准则对理想弹塑性材料的厚壁圆筒进行安定性分析,得出了厚壁圆筒加载应力、残余应力及安定极限压力的统一解析解。所得的解不仅能包含以往基于Tresca准则、Mohr—Coulomb准则和广义双剪准则的结果,而且给出一系列新的结果。这些结果能考虑材料的拉压强度差效应及中间主应力效应,因而适应于多种材料。最后,利用所得的解研究了材料的中间主应力效应和拉压强度差效应对厚壁圆筒安定极限压力的影响。结果表明：当考虑材料的拉压强度差效应及中间主应力效应时,厚壁圆筒安定极限压力将明显提高。     

厚壁圆筒自增强理论与数值模拟对比分析

自增强处理技术能有效提高设备承载能力,在高压和超高压设备中具有广泛应用。在第三强度理论的基础上提出厚壁圆筒最佳自增强处理内压的简便计算公式,有助于设计人员快速确定最佳自增强处理内压。并利用有限元软件,建立了厚壁圆筒力学模型,对比自增强处理前后厚壁圆筒的应力分布,从分析结果可以看出,对于提高圆筒承载能力,自增强处理技术具有明显优势。同时,对厚壁圆筒有限元模型施加不同自增强处理内压,得到相同工作压力作用下不同自增强处理内压与厚壁圆筒最大应力值的关系曲线,从而确定厚壁圆筒的最佳自增强处理内压值。对比所推导的理论公式计算值,误差仅为6%,符合工程设计计算要求,可以在机械加工工程领域应用推广。     

轨道车辆制动盘热装工艺

针对某型号轨道车辆制动盘与车轴不适合采用压装工艺,开展了制动盘与车轴热装工艺的研究,并进行了多次工艺试验,确定了制动盘热装工艺参数,实现了制动盘的热装,对轨道车辆制动盘采用热装工艺提供了一些借鉴。     

厚壁圆筒自增强处理的数值模拟

弹塑性理论的自增强技术可以提高厚壁圆筒的承载能力,推导了厚壁圆筒在内压作用下的自增强压力,并基于ANSYS分析结果对解析值进行验证。采用三个载荷步加载,对厚壁圆筒的自增强处理过程进行了弹塑性有限元模拟分析,得出了不同阶段应力的分布规律。在弹性状态下,分析值与解析值误差小于0.4%,从而验证了模拟分析的可靠性。在分析过程中得到的一些值得注意的规律及图形可供工程设计时参考,也使得弹塑性理论公式中参数间的关系和变化规律更清晰。     

厚壁筒受正弦分布压力之解及圆筒无限长时的极限

对厚壁圆筒在柱面上受正弦分布压力的情况,给出了解析解。应用一个新的应力函数,解决轴对称问题。同时,给出了压力沿轴向不变时的极限,导出了厚壁圆筒著名的Lame解答。