压力容器设计时厚度的讨论

讨论了压力容器厚度的选取，以及厚度变化对强度的影响。阐述了当图样设计厚度处于相应材料厚度范围临界值时，材料许用应力随板厚变化而变化的问题。并举例说明当制造工艺人员考虑加工成型减薄量而增加板厚时，材料强度会降低，设计人员必须增加最小厚度值以保证受压元件成型后的最小厚度仍能满足强度要求。     

封头设计中考虑工艺减薄量的必要性

通过对GBl50--1998和JB／T4746--2002标准的对比分析，提出在设计中考虑工艺减薄量，并以封头名义厚度减去加工工艺减薄量之差或设计厚度(δ C2)作为封头成形厚度的最小值。     

封头设计中给出最小厚度的必要性

GB150-1998《钢制压力容器》和JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》规定：对于按规则设计的封头,成形封头实测的最小厚度不得小于封头名义厚度减去钢板厚度负偏差C1,因为封头名义厚度包含设计者按钢板规格向上圆整值,将造成封头人为增厚。增加了制造厂毛坯重量,影响了企业经济效益。因此提出在设计中给出封头设计的最小厚度（设计者考虑了圆整值）,并以设计者给出的封头设计的最小厚度作为封头成形厚度的最小值（成形封头实测的最小厚度）。     

金属板材单点增量成形过程变形区厚度研究

金属板材单点增量成形变形区厚度是影响零件强度和质量的重要因素,一般认为板厚遵循余弦定理只与成形角大小有关。针对圆锥件,分别通过理论计算、有限元仿真和实验对变形区厚度进行研究。将变形区厚度分区域研究,并分析工具头直径、层间距、压板内径以及成形轨迹对各区域板厚变化的影响,结果表明大的工具头直径和小的压板内径有助于减小板厚减薄率,提高板厚的均匀化程度;大的层间距可以提高板厚达到稳定值的速度;压入点均布轨迹可以增加最小板厚和平均板厚,对板厚的均匀化程度没有影响。     

特种高强度钢等厚冷压成球面工艺

球缺封头传统成形工艺无法满足某水下使用设备球形板形状、厚度、力学性能、重量等设计要求。通过开展特种高强度钢等厚冷压球面工艺研究，掌握了冷压成形中板厚变化规律、形状误差控制、消除冷作硬化及保证力学性能控制和成形压力控制四项主要关键技术，实现了特种高强度钢等厚球面冷压成形，满足了球形板设计要求。     

设计图样中标注封头的最小成形厚度分析

针对GB150中关于标注封头最小成形厚度的规定,以设计角度分析了封头最小成形厚度的组成及从设计、制造等诸多因素综合考虑的重要性.     

金属板料单点增量成形厚度减薄率的预测与控制

金属板料单点增量成形过程中成形区域厚度减薄率过大是影响成形极限的一项重要因素,预测成形区域壁厚是控制减薄率的重要方法。选取1060铝板,对单点增量成形过程中的壁厚变形过程进行分析,利用Abaqus有限元分析软件,建立单点增量成形有限元模型,利用仿真结果拟合出精度较高的壁厚预测公式,分析工具头直径、层间距、进给速度、板料厚度、成形角度等工艺参数对减薄率的影响规律,并通过试验验证有限元模拟的正确性,并提出通过改变成形轨迹控制减薄率的方法。结果表明:拟合出的壁厚预测公式所求得壁厚值比正弦定理所求得的壁厚值更接近实验值;壁厚减薄率值随着工具头直径、成形角度和板料厚度的增大而增加,随层间距的增加而减小,进给速度对减薄率影响不显著,成形角度是影响减薄率的最重要因素;采用压入点均布的成形轨迹可有效减小减薄率。     

在设计图样中标注成形封头最小厚度的必要性

针对GB150中关于成形封头最小厚度的规定进行了探讨,分析了在设计图样中标注封头名义厚度和最小厚度的必要性。     

整体锻制压力容器平封头合理厚度的数值模拟

本文利用有限元分析软件ANSYS，建立容器整体的立体模型，分析了使用整体锻制平封头的压力容器全场的应力分布，根据压力容器对不同类型应力的不同限制及第四强度理论，找到了各种尺寸下容器内径、圆筒壁厚与封头厚度的合理比例，以及各处最大等效应力与内压的关系，设计人员可根据本文提供的数据和容器材料的许用应力，直接查得圆筒及封头厚度与内径的比例，从而确定设计尺寸。     

壳体成形后最小厚度的确定

压力容器设计中图纸上常需注明壳体的最小厚度，主要目之一是便于制造厂控制壁厚。利用名义厚度中的圆整部分作为加工减薄量。通常的做法是将壳体的计算厚度δ与材料腐蚀裕量C2之和作为最小厚度提供给制造厂；将名义厚度的其余部分作为加工减薄量进行利用。实际上，壳体名义厚度中的圆整部分往往有一部分甚至全部已被用户开孔补强。若将δ＋C2作为最小厚度提供给制造厂，有可能壳体上的开孔补强不能满足要求，留下安全隐患，因此遇到这种情况时，应作更详细的分析及计算。1分析根据GB150-89《钢制压力容器》标准中式（6－1）与式（6-2），…     

AP1000主蒸汽管道镗孔壁厚设计分析

AP1000主蒸汽管道与蒸汽发生器连接。根据设计要求,主蒸汽管道与蒸汽发生器管嘴连接的焊缝需要进行役前和在役检查,同时位于安全壳内的主蒸汽管道需要满足先漏后破原则。为了满足上述设计和运行要求,主蒸汽管道需要进行镗孔加工并且满足镗孔后的最小壁厚要求。通过分析设计给出的主蒸汽管道外径及公差和蒸汽发生器管嘴内径及公差要求,发现主蒸汽管道镗孔后其壁厚可能无法满足设计要求,从而判断设计要求自身耦合出现偏差,建议修正主蒸汽管道外径公差值。     

Ideal stretch forming for minimum weight axisymmetric shell structures

A companion paper “Minimum Weight Design of Axisymmetric Shell Structures” by Richmond and Azarkhin describes the design of axisymmetric thin-walled structures and parts that can support specified loads with minimum material. The result is an optimum shape and thickness distribution in the final part when the strength of the material is assumed to be uniform. Here, we demonstrate the application of ideal forming theory to design sheet stretching processes that can produce the optimum shapes and thickness distributions from flat sheets of uniform thickness. Specific designs are achieved for producing minimum weight shell structures that will support a specified uniform pressure assuming both the Mises and the Tresca yield criteria along with the rigid-perfectly plastic flow condition. In the case of the Tresca yield condition, the optimum structure is a spherical shell segment with uniform thickness, and an associated ideal stretching process is hydraulic bulging. Because the effects of strain hardening have been neglected in the structural optimization theory, it has been possible here to design the minimum weight structure and its forming process sequentially. In subsequent work, we plan to include the effects of strain hardening on the shell strength, which will then require coupled design of the structure and its forming process. Also extension of these methods to three-dimensional geometries will be considered.     

弹性模量对水润滑轴承的性能影响

从材料的角度,研究弹性模量对水润滑塑料合金轴承的性能影响,包括轴承承载能力、水膜形状曲线、压力曲线和最小水膜厚度等。研究表明:在选择水润滑轴承材料时应根据其承载能力来确定轴承材料的弹性模量范围;在承载能力范围内,从弹性模量这个角度来说,应当尽可能选择弹性模量低并具有良好摩擦磨损性能的材料,因为选择较小弹性模量的材料有利于提高最小水膜厚度,从而改善水润滑轴承摩擦副的摩擦磨损性能。     

铸件切割打磨机器人工作臂关键部件有限元分析

为保证铸件切割打磨机器人工作臂关键部件强度和零件材料选择的合理性,运用ANSYS Workbench软件对铸件切割打磨机器人工作臂关键部件进行静力学分析,有限元分析结果表明:砂轮切削打磨装置进行曲面切削打磨,承受左三向力极限载荷时,最大位移变形量为0.29332mm,发生在打磨头;最大等效应力为85.45MPa,发生在打磨头与打磨头固定位置左上侧,即结构强度和刚度满足砂轮切削打磨装置工作要求,为铸件切割打磨机器人结构设计和强度校核提供了参考。     

GB 150-1998、ASME Ⅷ-1和EN 13445标准中内压下凸形封头厚度计算的比较

GB 150—1998中给出了受内压（凹面受压）凸形封头的计算公式,同时规定了封头的有效厚度最小值,ASME UG-32篇中给出了受内压（凹面受压）凸形封头的计算公式,并规定了公式使用的范围,超出范围的情况下,按照强制性附录1补充设计公式中的相关公式计算,而EN 13445中给出了三组厚度计算公式,取其中大者。三种压力容器规范计算方法上的处理有着明显的区别。     

基于Romax的交叉圆柱滚子回转支承寿命分析*

为了研究交叉圆柱滚子回转支承的寿命,利用Romax对其实际工况进行模拟,在Roamx软件中建立仿真模型,研究回转支承在不同的加载、径向工作游隙、工作温度下的接触应力、油膜厚度、寿命变化情况。结果表明:随着轴向载荷的增加,接触应力增大,油膜厚度最小值减小,寿命降低,存在一最佳轴向载荷使得回转支承满足使用寿命要求;径向工作游隙由负值增加到正值时,接触应力先减小后趋于稳定,油膜厚度最小值在一定区间处于稳定状态,寿命先增大后趋于稳定最后减小,存在一满足回转支承使用寿命要求的最佳径向工作游隙;随着工作温度的升高,油膜厚度逐渐减小,寿命开始时保持稳定但随着温度的继续升高寿命开始降低,存在一最小油膜厚度使得回转支承满足使用寿命要求。