自增强超高压弯管最佳超应变研究

为了提高超高压弯管的静强度和疲劳强度,最有效的方法是对其进行超应变处理。利用ANSYS有限元软件对规格为78mm×22mm,工作压力为300MPa的超高压厚壁弯管进行了自增强分析,得出了管壁残余应力分布规律和危险点。分析了基于静强度和疲劳强度的最佳超应变,分别得出了理论最佳超应变内压。最后对工程应用提出建议:以静强度失效为主的弯管,最佳自增强内压为620MPa;以疲劳失效为主的弯管,自增强压力取700～750MPa为宜。     

100 Mpa自增强压裂泵阀箱疲劳强度分析

对国产某型号100MPa压裂泵阀箱进行三维弹塑性有限元分析，首先计算工作应力，随后对自增强过程进行非线性分析，确定相贯线处残余应力与自增强压力Pa的关系，进而确定最佳自增强压力为580MPa，此时残余压应力可达1010MPa。对自增强与非自增强阀箱的疲劳开裂寿命进行分析评估，当工作压力不高于100MPa属于高周疲劳，工作压力高于120MPa时属低周疲劳。自增强后疲劳开裂寿命较之未自增强时可提高4～9倍，工作压力愈高提高幅度愈大，     

内压作用下偏心异径管的应力分析

为了对异径管的设计、生产提供理论依据和计算方法,对异径管中的偏心异径管进行了分析研究,得到了其应力分布规律,确定了危险点。为了减少应力集中的影响,在异径管的大小端分别加了一段直管,在对称面上施加对称约束,在大端直管端面施加轴向和径向约束。分析结果表明,偏心侧内外壁的环向应力曲线总体趋势相似,大端的应力要比小端的应力大;在同样壁厚等级和相同的公称压力下,当异径比增大时,环向应力和相当应力的极值出现位置都有由大端朝小端移动的趋势;适当增加偏心异径管的长度能减小危险点的应力集中程度。     

材料力学理论在圆杆截面优化中的简单应用

当固定圆杆横截面积时,如何设计杆件的横截面可使其具有较强的抵抗失效与破坏的能力?针对这一问题,通过研究拉压、扭转和弯曲等载荷形式,分析了截面形状对圆杆强度、刚度和稳定性的影响。结果表明,杆件截面形状与尺寸的变化对其强度、刚度和稳定性具有很大的影响。     

高压注水泵泵头体最佳超应变研究

针对高压与超高压注水泵系头体的最主要失效形式──疲劳破坏，从疲劳强度的观点出发，用确定最佳超应变度的等疲劳强度自增强设计原则，研究了高压注水泵泵头体的最佳超应变。并用弹塑性有限元法对高压注水泵泵头体的自增强过程进行了分析计算，确定了内外表面的危险点，求出了泵头体在不同自增强压力下的残余应力分布，获得了泵头体的最佳自增强处理压力与最佳超应变，为高压注水泵泵头体的自增强处理提供了理论依据。     

冲击内压作用下厚壁圆筒弹性动力分析

采用动态线性与非线性有限元分析软件对厚壁圆筒进行弹性动力分析 ,得到了厚壁圆筒在冲击内压作用下圆筒壁特别是内壁处的应力、位移、速度随时间的变化规律 ,求解结果和解析解吻合 ,说明力学模型的建立是可行的 ,计算结果是可信的 ,为厚壁圆筒在冲击内压作用下弹性阶段的设计计算提供了依据 ,并为厚壁圆筒在爆轰载荷的作用下弹塑性分析计算打下了基础     

爆轰自增强残余应力的实验测试

以内外径为42mmx95mm的43CrNi2MoVA钢厚壁圆筒为研究对象，实验测试了爆轰自增强处理后所形成的残余应力。首先用Hopkinson拉（压）杆装置测得该材料在高应变速率下的动态力学性能；利用锰铜压力计测得沿移爆轰时界面压力随时间的变化曲线；随后用DYNA3D非线性动力分析程序计算了爆轰载荷作用下圆筒的弹塑性界面半径；最后用Sachs的内层逐次剥层法测量了自增强处理后在器壁上所形成的残余应力。测试结果表明，当超应变度约为70％时内壁面的周向残余压应力可达500MPa，与静液压法自增强在同样超应变度情况下的残余应力（有限元计算值）相差约6％，两种自增强方法在器壁内部的残余应力分布规律有所不同。     

自增强容器最佳超应变数值分析

高压和超高压容器的失效形式可能为静强度失效和疲劳开裂失效 ,分别从静强度和疲劳强度 2方面对自增强容器的最佳超应变进行分析。以ri=2 1mm ,K =2 2 6 2的 4 3CrNi2MoVA厚壁圆筒为例 ,根据材质的实际本构关系 ,用弹塑性有限元方法分别求得了对应最高静强度和最长疲劳寿命时所需要的超应变度。对静强度 ,计算结果明显高于视材料为理想弹塑性的解析解所求结果。对于疲劳强度 ,10 0 %的超应变度将获得最长疲劳寿命 , ≥ 6 0 %时基本可达到理想自增强效果     

爆轰自增强弹塑性动力分析

用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ 拉、压杆装置测试了４３ＣｒＮｉ２ ＭｏＶＡ钢的动态力学性能，根据该材质的动态本构关系及爆轰冲击波压力曲线对厚壁圆筒的爆轰自增强过程进行了非线性动态有限元分析，得到了各部位在不同爆轰冲击压力下的应力、位移、速度等随时间的变化规律及塑性变形区尺寸。最后，用Ｓａｃｈｓ 内层逐次剥层法对爆轰后所产生的残余应力进行了测定，并对爆轰法和静液压法自增强所形成的残余应力进行了对比分析。     

高压注水泵泵头体的有限元分析

文中对高压注水泵泵头体进行了三维有限元分析，获得了泵头各部位的应力分布规律，为高压泵头体的强度设计提供了理论依据和改进意见。