机械自紧火炮身管残余应力分析

为计算具有包兴格效应和卸载硬化效应的机械自紧火炮身管的残余应力,对卸载阶段的火炮身管进行弹塑性分析,得到火炮身管卸载阶段的弹塑性解和弹性解,再结合理想弹塑性材料模型加载阶段的弹塑性解,得到了火炮身管反向屈服半径、残余应力和残余径向位移计算公式.为验证公式的准确性,将理论值与实验值进行比较,误差很小.     

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。     

复合机械自紧技术研究

由于Bauschinger效应的影响，自紧厚壁管反向屈服现象普遍存在，使得内壁残余应力减少，厚壁管承载能力下降，因此，通过复合机械自紧技术，可消除Bauschinger效应，提高自紧厚壁管的弹性强度。本文在理论上和工艺上对复合自紧技术进行了研究，结果表明可大幅提高自紧 厚壁管的强度，这对自增强压力容器和管道设计具有指导意义。     

超高压反应管残余应力测试研究

对某公司存放15年的超高压自增强反应管备管的残余应力进行了理论计算和试验测试,采用镗削法测定了自增强超高压反应管的残余应力值,根据M ises变形能量理论推导出残余应力的计算公式,计算出自增强处理后的超高压反应管的残余应力。     

基于应变硬化模型的复合自增强圆筒的应力分析

自增强是通过提高压力容器的残余应力来增强他们的承载能力和疲劳寿命。自增强复合圆筒可以承受比一个具有相同尺寸的单层圆筒更高的压力。引入了应变硬化模型,对自增强复合圆筒的残余应力进行了分析,并对其分布进行了预测。研究表明:复合圆筒内壁的切向残余应力和应力幅随着超应变度的增大而增大。缩套是提高压缩残余应力的一个非常有效的方法。     

超高压管式反应器端部结构应力场的数值模拟

基于大型通用有限元软件ANSYS,对发生疲劳断裂的超高压管式反应器的端部结构进行数值模拟,分析了其在过盈套合、自增强处理以及服役期间开停工循环载荷三种工况下的局部应力场.结果表明:三种工况下,端部结构在过盈套合边缘局部范围内均存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力;局部轴向应力随套合过盈量和自增强压力的增加而增大;半径过盈量为0.05 mm时,开停工循环载荷下的局部轴向平均应力最大值可达86.71 MPa,轴向交变应力幅值最大值达到62.2 MPa,裂纹垂直于轴向扩展的推动力较大.模拟分析结果对端部结构失效破坏原因的分析及其设计改进有一定的指导意义.     

拉压屈服强度不同材料厚壁圆筒的自增强研究

本文运用莫尔屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料的厚壁圆筒进行了自增强分析 ,得到了依赖于材料拉压比的厚壁圆筒弹性区与塑性区中的应力分布 ,残余应力分布及合成应力分布。分析结果表明 ,材料拉压屈服强度的不同对结构的自增强有一定的影响。考虑到材料具有拉压强度不同的观点 ,本文的分析结果具有一般性     

FATIGUE LIFE OF AN AUTOFRETTAGED THICK-WALLED PRESSURE VESSEL WITH AN EXTERNAL GROOVE

Abstract— Fatigue tests that simulate an autofrettaged thick-walled pressure vessel with an external groove under pulsating internal pressure loading conditions were performed using specimens taken from an autofrettaged thick-walled pressure vessel. Load-controlled simulation fatigue tests using rectangular, elliptic, and shot peened elliptic grooved specimens were performed for three different autofrettage levels of 50, 75, and 100% overstrains. In order to estimate the fatigue life of the thick-walled pressure vessel subjected to pulsating internal pressure, the local strain approach was considered to assess the crack formation life. A cyclic stress-strain relation and fatigue damage models determined from strain-controlled low cycle fatigue tests were employed to estimate the fatigue life of the autofrettaged thick-walled pressure vessel. Larger local stresses and strains were obtained from the Neuber's rule compared to the linear rule and these led to conservative fatigue life estimations. Estimated fatigue lives were obtained within factors of 2 to 4, compared to the experimental fatigue lives determined from the simulation fatigue tests.     

碳纤维复合材料缠绕气瓶优化研究进展

碳纤维复合材料缠绕气瓶具有质量轻、刚性好、强度高、寿命长、安全性高等优势,自问世以来就受到各行各业的青睐。文中总结归纳了碳纤维复合材料缠绕气瓶国内外优化研究的进展,具体从自紧压力优化,质量优化,材料与结构优化三个方面进行了阐述。     

超高压缸自紧增强实验研究

对超高压缸的内应力进行了理论分析,采用液压机直压的方法对超高压缸进行了疲劳实验.实验结果表明,在试验条件下,采用外内径的比值为2.25、材料为40Cr、经过自紧处理的超高压缸在承受相同压力条件下缸体的壁厚最小,疲劳寿命最长.本研究对减少水射流机床超高压缸体壁厚、延长超高压缸寿命具有重要意义.