【摘要】：現(xiàn)階段前混合磨料射流切割系統(tǒng)的工作壓力大致在30-50MPa的壓力范圍內(nèi),已經(jīng)難以滿足實際工況的需求,為此提出建立100MPa的超高壓前混合磨料射流切割裝置已經(jīng)勢在必行。超高壓前混合磨料射流的核心所在于磨料混合裝置。水經(jīng)泵出后,沿著膠管注入超高壓前混合磨料罐中進(jìn)行水與磨料的混合,形成局部流態(tài)化,水與磨料充分混合后途經(jīng)噴嘴噴射而出,形成超高壓前混合磨料射流。超高壓前混合磨料罐作為一種壓力容器,不僅要儲存磨料,還要承載磨料與水混合形成局部流態(tài)化時產(chǎn)生的壓力,為此對超高壓前混合磨料罐的強(qiáng)度具有十分高的要求,需要對其進(jìn)行合理的設(shè)計與研究,由此引出本課題。本論文對超高壓前混合磨料罐的進(jìn)行了理論設(shè)計和研究。主要做了以下工作:對纖維纏繞超高壓前混合磨料罐進(jìn)行了力學(xué)分析,通過網(wǎng)格理論設(shè)計方法分析磨料罐纖維鋪層筒身段和封頭段力學(xué)特性,推導(dǎo)出磨料罐筒身段及罐體段纏繞纖維厚度及纏繞角的計算方程,為纖維纏繞超高壓前混合磨料罐的有限元建模提供理論基礎(chǔ)。通過solidworks軟件建立磨料罐三維模型,運(yùn)用ANSYS軟件的APDL參數(shù)化語言完成纖維纏繞超高壓前混合磨料罐的有限元分析。因為磨料罐的幾何結(jié)構(gòu)、約束條件以及載荷參數(shù)等存在對稱性,所以選擇磨料罐的1/4模型進(jìn)行有限元分析計算,得到纖維纏繞超高壓前混合磨料罐在100MPa(工作壓力)和120MPa(安全壓力)兩種工作環(huán)境下磨料罐以及纖維纏繞層的應(yīng)力應(yīng)變情況,并對結(jié)果進(jìn)行分析研究。優(yōu)化磨料罐上罐口結(jié)構(gòu),將上罐口由外螺紋連接結(jié)構(gòu)改為內(nèi)螺紋連接結(jié)構(gòu),通過solidworks建立結(jié)構(gòu)模型,運(yùn)用ANSYS軟件對其進(jìn)行有限元分析,分析結(jié)果,并與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)磨料罐的分析結(jié)果進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)優(yōu)化上罐口結(jié)構(gòu)的纖維纏繞超高壓前混合磨料罐所受到的最大等效應(yīng)力值、最大等效應(yīng)變值、最大節(jié)點(diǎn)位移值整體上小于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的纖維纏繞超高壓前混合磨料罐,最終確定優(yōu)化結(jié)構(gòu)的超高壓前混合磨料罐的內(nèi)徑300mm,內(nèi)襯壁厚6mm,碳纖維鋪層層數(shù)為18層,采用正反螺旋纏繞的纏繞方式。
【圖文】：

第１章緒論引射注入式前混合磨料射流系統(tǒng)ｐｓ］。高壓泵泵出高壓水后分為順著管道流入了磨料罐的頂端，在磨料上方形成一種壓力；一節(jié)流閥流入磨料罐的底部，形成流態(tài)化的狀態(tài)；另一股高壓水射器。逡逑段，安徽理工大學(xué)自主研發(fā)并搭建的前混合磨料射流切割系統(tǒng)５０ＭＰａ，如圖１．３所示。中國礦業(yè)大學(xué)研發(fā)制成的便攜式礦用割設(shè)備可以３０－３５ＭＰａ的壓力在煤礦井下進(jìn)行切割作業(yè)工作。磨料射流的特性后，設(shè)計了一種能夠進(jìn)行快速開關(guān)的磨料閥，料射流設(shè)備能夠在７０ＭＰａ壓力下進(jìn)行微尺度加工。為了切割［３（）＾制了一種全新的全數(shù)控前混合磨料射流切割裝置，工作壓

邐２復(fù)合材料壓力容器概述２復(fù)合材料壓力容器概述逡逑纖維纏繞超高壓前混合磨料罐是一種復(fù)合材料壓力容器，，纖維復(fù)合材料連續(xù)逡逑纏繞在內(nèi)襯材料上，形成一個能夠承載壓力載荷的薄壁殼體磨料罐。經(jīng)過設(shè)計的逡逑磨料罐纖維纏繞，最大化地利用了纖維的強(qiáng)度和剛度，與此同時還減輕了磨料罐逡逑自身的重量。相比于購買普通合金材料，纖維復(fù)合材料的成本明顯更低，使得現(xiàn)逡逑如今纖維纏繞復(fù)合材料壓力容器得到了更廣泛的實際應(yīng)用。主要應(yīng)用在航天飛機(jī)逡逑發(fā)動機(jī)殼、供氧瓶、壓縮天然氣瓶以及壓力儲罐等。逡逑２．１纖維纏繞超高壓前混合磨料罐的結(jié)構(gòu)逡逑纖維纏繞超高壓前混合磨料罐由內(nèi)到外大致分為了內(nèi)襯層、纖維增強(qiáng)層、外逡逑保護(hù)層等三個部分，如圖１．４所示。逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG48

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2703445