超高压容器损伤自增强的应力分析

从损伤力学的理论观点,区别于弹塑性力学的角度,研究了超高压容器的损伤自增强,进行了超高压厚壁筒损伤自增强的应力分析,通过残余应力的计算,充分说明了利用超高压厚壁容器内壁损伤可以产生自增强的效果。这一结论为超高压厚壁容器自增强理论研究,提供了新的探讨方向。     

超高压自增强厚壁弯管应力分析

超高压管式反应器由经过自增强处理的厚壁直管和厚壁弯管组合而成,自增强厚壁弯管的受力难以通过理论分析得出。基于有限元方法对自增强厚壁弯管的受力情况进行了分析,并将结果与基于平面应变模型的自增强厚壁直管的有限元计算结果进行对比。研究结果表明,厚壁弯管的回转半径对自增强厚壁弯管的受力情况有显著影响,回转半径越大、厚壁弯管的受力情况越接近厚壁直管。以自增强厚壁直管在工作压力下内表面的当量应力幅值为衡量基准,当厚壁弯管回转半径增大到一定值,可以认为自增强厚壁弯管的疲劳性能与厚壁直管基本一致。对于目前国内LDPE/EVA装置中常用规格的厚壁自增强弯管,如果以厚壁直管内表面当量应力幅值的10%作为厚壁弯管当量应力幅值的最大偏差,则回转半径R的取值应大于7D_o,当偏差为5%时,回转半径R需大于10D_o。该研究结果与国外引进的超高压管式反应器设计参数相吻合。     

超高压容器自增强的计算机辅助设计

本文将现代计算机辅助设计技术应用到超高压容器自增强设计中,编排一套自增强辅助设计的系统软件,将为超高压容器自增强理论设计和实验的数据处理提供了极大的方便。     

超高压自增强反应管R401内壁 残余应力无损测量方法研究

在实验室内对自增强厚壁管的残余应力衰减规律进行了一系列模拟强化实验 ,在总结试验结果的基础上用单因素叠加理论得出工程实用的残余应力衰减率的计算式[1] 。该计算式虽然得到一个工程实例的验证 ,这是不够的 ,还应经足够数量的工程实例的检验。然而 ,对昂贵的反应管进行破损检验是不现实的 ,这必然要求找到一种能够对高压聚乙烯反应管内壁残余应力进行无损检测的有效方法。另外 ,反应器内壁残余应力的大小可作为反应器安全的一个重要指标来加以检验。因此 ,研究反应管内壁残余应力无损测量方法是十分必要的。到目前为止 ,国内还没有自增…     

双层缩套厚壁筒自增强残余应力分析

基于ANSYS平台,使用APDL语言开发了双层缩套厚壁筒自增强残余应力求解参数化有限元接触模型。考虑缩套预应力的影响,基于理想弹塑性材料模型和Mises屈服准则,推导出了双层缩套厚壁筒自增强残余应力解析解,并将其有限元分析值和解析解进行了比较,有限元分析值与解析解在屈服区结果一致,而在弹性区略有差别,与已有的解析解相比,由于考虑了缩套初始预应力对自增强处理过程应力状态的影响,其残余应力有限元模型的仿真结果和解析解都具有更高的精度。     

超高压容器的自增强对疲劳寿命的影响

日本制钢所室兰制作所的岩馆忠雄第人,用实体和小型超高压容器进行了疲劳试验。试验容器的内外径比为2:3,实体容器的长度为400mm,二者都采用6500kgf/cm~2的内压进行了自增强处理。施行自增强处理后,容器内表     

超高压容器应力分析及爆破失效准则

本文对超高压容器进行应力分析,并阐述了爆破失效准则在超高压容器上的应用,以及与普通压力容器薄膜应力理论的区别。     

自增强高压缸精加工残余应力及强度数值分析

基于弹塑性理论和材料的实际拉/压性能,用有限元软件ANSYS命令流及APDL语言建立了高压缸体的三维模型,将多载荷步分析及单元生死技术相结合,研究了缸体内外表面加工余量对其残余应力分布及弹性强度的影响。研究表明:当内壁发生反向屈服时,加工顺序影响残余应力的分布,这时先加工外圆,后加工内孔,有利于提高缸体的强度;精加工内孔,内壁处残余压应力增大,精加工外圆,内壁处残余压应力减小,应力变化量都与加工余量呈线性关系。以上方法及结论,可为自增强结构的设计加工提供依据。     

自增强残余应力衰减规律的试验研究

基于自增强筒体在加热过程中相当总应变保持不变以及自增强残余应力和温差应力是弹性的假设,考虑自增强筒体的实际工况,利用金属材料在高温下的松弛和蠕变特性,本文提出了一个半经验公式。根据这个公式,可以比较精确地估算自增强筒体在内高外低的径向温度梯度的温度场中其残余应力随时间的衰减规律。     

残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器的安全影响

为了确定残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器安全性能的影响,通过分析测试结果获得了残余应力的松弛规律,计算了在工作压力、残余应力作用下的当量等效应力沿壁厚分布情况,模拟计算出了不同的工作压力、自增强处理压力下的安全系数,推导出了最佳自增强处理压力。结果表明所研究的高压聚乙烯反应管在使用10年后,环向应力在近内壁区衰减最快,从-600MPa衰减到-333MPa,衰减率达45%;在弹性区衰减较小,残余应力峰值位置外移,但其峰值大小变化不大。对于自增强处理后的压力容器,在工作压力作用下,随着残余应力的松弛,内壁面当量等效应力增大,当量等效应力在弹塑性交界处最大,应该按此处的当量等效应力计算安全系数。依据示例聚乙烯反应管尺寸,模拟计算出在工作压力分别为180、280、380MPa时,经过自增强处理压力分别为606、677、743MPa的最佳自增强处理后,其安全系数比残余应力全部衰减为0时分别高16%、26%、37%。压力容器工作压力越大,经最佳自增强处理后安全系数增大得越多,但残余应力衰减对其安全影响越大。     

考虑材料强化效应的超高压容器最佳自增强设计

超高压容器采用的低合金高强钢,具有较强的应变强化效应,本文采用幂指数强化模型对超高压厚壁圆筒容器进行了弹塑性分析,给出了最佳自增强设计的有关计算公式,同时给出了设计示例。     

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。     

自增强超高压阀体设计

分析了当前超高压阀体设计过程中面临的问题,介绍了自增强在高压设备设计中的优点,按第四强度理论,运用现有设计方法和自增强方法,对103.5 MPa超高压阀体壁厚进行设计与计算。计算结果表明:自增强处理后的阀体在结构上得到了明显的改善,阀体应力分布较均匀,提高了材料的利用率。为超高压阀体的设计提供了理论依据。     

菱形与圆形绕丝式超高压容器应力对比分析

提出了一种新型菱形绕丝式超高压容器结构,并与已经在工程实践中应用的两种常见的超高压容器进行了比较.结合相关的强度理论及设计方法,分别对三种结构进行了有限元分析,并给出了对比结果.结果表明,在同样径比、工况及边界条件下,菱形绕丝容器的承载能力更高,沿壁厚方向的应力分布更均匀.     

在役自增强反应管残余应力松弛规律实验研究

本文从金属材料的微观机理出发研究了残余应力在压力场，温度场中的松驰机理，并模拟了大庆超高压聚乙烯反应器的实际材料，实际工况，单因素用强化实验的方法分别对开停车压力循环，低温蠕变效应，分解反应的短时异常超温等三因素进行了实验，并按线性线积累损伤原理，建立反应器残余应力松弛的数学模型。     

超高压容器内壁应力测量的基本技术试验

一、概述超高压容器内壁应力测量的基本技术试验是为φ820mm大型超高压容器现场工业测试工作作准备而进行的小型高压容器内壁应力测量试验。试验目的是: 1.试验引线密封头的密封可靠性,和引出线与容器之间的电气绝缘可靠性。 2.测量筒体内壁应力,确定加压介质的压力、温度对应变测量的影响。使用的设备及测试仪器是: φ180×500mm超高压容器全套设备,筒体为双层套合结构,材质为34CrNi3MoA,容器工作压力为3500kg/cm~2。     

在役自增强反应管残余应力衰减规律及影响

采用Sachs内孔逐层镗削应力释放法测试AISI4333M4在役自增强反应管残余应力。结果显示,在役反应管经过17年的运行使用后,周向残余应力衰减了18．0％。分析表明,在长期的交变压力和高温作用下,在役反应管的应力松弛随管壁厚度呈V字形变化,弹塑性界面沿半径外扩,疲劳强度减小,这为在役反应管安全评估提供了参考。     

厚壁管自增强残余应力计算模型

基于对材料应变硬化行为的不同简化得到不同的自增强理论模型 ,如理想弹塑性模型、线性应变硬化模型、幂硬化模型以及这些简化的应变硬化模型的组合模型等。不同的模型适用于不同的应变硬化行为的材料。本文提出了一种无需对材料的应力应变行为进行简化 ,考虑材料应变硬化行为和包辛格效应的厚壁管自增强理论一般模型。由于包辛格效应系数是预应变的函数 ,本模型用参数来考虑这种影响。该模型模型中用到的计算参数通过对材料拉压曲线的拟合得到 ,理想弹塑性模型 ,线性强化模型以及幂硬化模型等都是本模型的特例。     

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.