基于三剪统一强度准则的厚壁圆筒自增强分析

基于三剪统一强度准则,考虑材料应变强化效应、包辛格效应、拉压异性及中间主应力的影响,采用双线性强化材料模型对厚壁圆筒进行自增强分析,得到了厚壁圆筒加载应力、残余应力和工作应力的解析解,提出了最佳自增强压力的计算方法,探讨了拉压比、强度准则变化参数的影响,比较了自增强处理和非自增强处理及双线性强化模型和理想弹塑性模型厚壁圆筒的应力分布差异。研究结果表明：厚壁圆筒的最佳自增强压力随半径比和强度准则参数的增大而增大;工作时的最大等效应力随半径比和强度理论参数的增大而减小,随拉压比的增大而增大;自增强等效应力的最大值在弹塑性分界面处,且应力沿壁厚的分布较均匀;与理想弹塑性模型相比,双线性强化模型所对应的弹塑性分界面半径和残余应力较小,且随着自增强压力的增大,两种模型的差值越来越大;等效应力随半径比的变化规律可为厚壁圆筒选择合理的壁厚提供一定的参考;自增强技术可改善厚壁圆筒工作时的实际应力分布,提高其极限承载能力。     

统一强度理论在厚壁圆筒自增强中的应用

采用统一强度理论分析了厚壁圆筒自增强中的一些关键问题,得出了非自增强厚壁圆筒弹性极限载荷和塑性极限载荷的统一解的形式,以及弹塑性界面上当量应力最小时的弹塑性界面半径,并导出了当材料拉、压强度不同,及考虑中间主应力的情况下,自增强处理不发生反向屈服时的圆筒径比。另外,利用统一强度理论公式比较了现有的几种强度理论在自增强分析中所得的结果。     

复合超高压容器主要参数对其承压能力的影响

针对缩套后自增强处理的复合超高压容器残余应力解析解难以建立的问题,利用开发的双层缩套筒参数化接触有限元模型对复合筒的缩套过程、自增强加载过程和卸载过程进行有限元仿真.基于双线性随动硬化模型及米赛斯屈服准则,研究了主要参数缩套过盈量、缩套半径和径比(外径与内径之比)对筒体内残余应力分布规律及最大弹性承压能力的影响.结果表明:双层缩套自增强容器最优过盈量和最优缩套半径与双层缩套圆筒相同;在相同自增强压力下,与单层筒相比,双层缩套筒的弹性承压能力并无明显的提高.     

关于厚壁圆筒自增强容器的理论研究

基于第四强度理论的观点,推导出了确定厚壁圆筒自增强处理时最佳弹塑性界面半径的计算公式;并进一步推导出了经过自增强处理的压力容器的最大允许工作内压的公式,最后为工程实际提出了自增强厚壁圆筒最大工作压力的控制条件。其理论及公式具有一定的理论与实用价值。     

管材最小弯曲半径界限的探讨

金属材料在弯曲时,其圆角区外层受拉,内层受压,内圆角中径越小,圆角区的变形就越大。当外层圆角区的拉伸应力超过材料的屈服强度时,外层材料发生断裂,而内层材料丧失稳定而起皱,使工件报废。     

热-机载荷下系泊头圆筒的数值分析

针对塔架软刚臂单点系泊系统所采用的系泊头圆筒进行理论与Abaqus有限元分析。理论推导出系泊头圆筒的最佳弹塑性界面半径和最佳自增强压力,考虑温度载荷并分为平面应变模型和轴对称模型两种情形对系泊头圆筒受力后的弹塑性应力分布进行有限元数值分析。系泊头圆筒的工作环境温度为(-40～80)℃,圆筒的应力分布与工作环境温度、外部载荷及径比系数等参数有关。在对温度载荷仿真模拟分析中采用重启分析技术以节省计算时间。结果表明:系泊头圆筒应力分布与工作环境温度、外部载荷及滑动轴承厚度等参数存在非线性关系。系泊头圆筒受内压的两主应力分量沿半径方向随着半径的增大周向应力先增大后减小,而径向应力的大小却逐渐减小。     

双金属复合管液压成形压力的计算

根据基本假设，建立双金属复合管的材料模型及力学模型。采用弹塑性理论，分析双金属复合管液压成形过程中内管及外管的应力应变状态。利用变形协调条件，得出液压力Pi与复合管内外管之间残余接触压力Pe^*的计算公式，给出液压成型压力的最大值与最小值，并通过试验验证理论公式的准确性。双金属复合管复合成形时要想获得残余接触压力，外层管材料屈服强度必须大于内层管材料屈服强度或强化后的应力值。     

厚壁圆筒整体屈服设计

一、前言厚壁圆筒在工程上应用很广,石油工业的高压油管,化工压力容器、换热器、贮存罐,原子能工业的反应堆压力容器,炮筒,大型水压机的蓄能器,金属压力加工用的挤压模等等,都要用到它。厚壁圆筒的传统设计准则是弹性失效,即当内壁上的最大应力达到材料屈服极限σ_s随,便认为失去正常工作能力。实际上,由于应力沿壁厚分布不匀,内层材料虽处于屈服状态,其它部分金属仍处于弹性状态;已     

预应力绕丝超高压容器的设计、制造和检验

符号г_1 筒体内半径г_2 筒体外半径г_3 绕丝层外半径 K=r_3/r_1容器内外径比 K′=r_2/r_1筒体内外径比σ_(0.2) 材料屈服极限 n 安全系数     

不锈钢外板对5A06铝合金板材液压胀形行为的影响

薄壁曲面铝合金零件整体液压成形时,易发生起皱和破裂缺陷,探讨通过施加外层板能抑制缺陷发生的机理。采用5A06铝合金内层板材和1Cr18Ni9Ti不锈钢外层板材,对双层板液压胀形行为进行研究。通过塑性理论分析板材液压胀形屈服半径,讨论经向摩擦力及法向压力对板材应力大小的影响;利用数值模拟给出内层板的应力、应变分布;通过双层板液压胀形试验,对比单层板和双层板条件下,铝合金内层板极限胀形高度、极限应变,分析双层板的变形协调性。结果表明:通过施加不锈钢外层板,减小了5A06铝合金内层板顶部位置面内的双向拉应力,减小了内层板变形区应力、应变梯度,使胀形变形更加均匀,胀形高度提高32%,顶部极限应变提高51.7%,极限应变显著提高。