【摘要】： 本文在論述了國內(nèi)外超高壓容器的發(fā)展概況的基礎(chǔ)上,較為系統(tǒng)地闡述了單層普通圓筒形超高壓容器、單層自增強(qiáng)厚壁圓筒形超高壓容器、雙層縮套圓筒形超高壓容器的應(yīng)力計(jì)算方法及相應(yīng)的強(qiáng)度理論。以某廠生產(chǎn)的數(shù)控萬能水切割機(jī)中的一個核心零件——高壓缸為例,著重運(yùn)用自增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行了分析和計(jì)算。為了說明自增強(qiáng)技術(shù)在超高壓容器設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn),本文也采用了縮套原理對該高壓缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和分析,將采用自增強(qiáng)技術(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果和采用縮套原理的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及原設(shè)計(jì)方案的結(jié)果進(jìn)行了比較,分析表明:采用自增強(qiáng)技術(shù)設(shè)計(jì)超高壓容器優(yōu)于采用縮套原理設(shè)計(jì)的超高壓容器。為了進(jìn)行相應(yīng)的自增強(qiáng)試驗(yàn),作者提出了一套實(shí)驗(yàn)方法,專門用于超高壓厚壁圓筒形容器的自增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究。 本論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)和貢獻(xiàn)如下: 1)對最大剪應(yīng)力理論和最大應(yīng)變能理論進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析,對各理論與實(shí)際的符合程度的原因進(jìn)行了較完整的理論定性分析論述,從而進(jìn)一步完善了適合于超高壓容器設(shè)計(jì)的強(qiáng)度理論。為超高壓容器強(qiáng)度理論的發(fā)展與完善提供了一定的理論依據(jù)。 2)提出了一套超高壓容器初步設(shè)計(jì)的方法和評價該方法的效果的指標(biāo),這些指標(biāo)均屬獨(dú)創(chuàng)。這種初步設(shè)計(jì)方法不但能節(jié)省人力和時間,并可提高設(shè)計(jì)效率。 3)通過應(yīng)力分析,論證了用自增強(qiáng)技術(shù)優(yōu)于縮套原理的結(jié)論。 4)提出了一套進(jìn)行自增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究的方法,該方法除了本文中提到的用途以外,還有以下用途: ①能測定厚壁圓筒的應(yīng)力、應(yīng)變及位移; ②能測定厚壁圓筒的一些基本的自增強(qiáng)參數(shù),如初始屈服壓力、全屈服壓力、反向屈服壓力等; ③能測定材料在惡劣工況下長期工作時的力學(xué)性能參數(shù),如屈服極限,強(qiáng)度極限等; ④能測定材料在惡劣工況下長期工作時的物理性能參數(shù),如彈性模量,泊松比、熱膨脹系數(shù)等; ⑤基于上述“③”和“④”,可以建立適合于惡劣工況下長期工作的強(qiáng)度條件。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH49
【圖文】：

高壓容器的應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算及原子能等工業(yè)部門的重要設(shè)備之一。為使作壓力下，容器中不允許產(chǎn)生過量的塑性變析和極限承載能力的計(jì)算。分析和計(jì)算的結(jié)用來確定已有容器的工作狀況。本形式。本章主要對單層厚壁圓筒形容器的，然后進(jìn)行彈塑性分析及全塑性分析。在介的基礎(chǔ)上，最后建立了強(qiáng)度計(jì)算公式。在進(jìn)塑性的，而且在彈性區(qū)及塑性區(qū)內(nèi)材料都是。為求得容器的塑性極限承載能力，也可以法對于確定容器的安全度是既簡便而又有效析

圖 2.2 承受內(nèi)壓或外壓時厚壁容器中應(yīng)力分布Fig 2.2 The contribution of stress of thick wall vessel under inside pressure and outside pressure2.2 單層厚壁圓筒形容器的彈塑性分析由圖 2.2 可知，隨著壓力的增加，柱形厚壁容器內(nèi)的應(yīng)力不斷增加，當(dāng)應(yīng)力分的組合達(dá)到某一值時，則由彈性變形狀態(tài)進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，即在容器的截面將出現(xiàn)塑性變形，并從內(nèi)壁開始形成塑性區(qū)，而且隨著壓力的繼續(xù)增加，塑性在不斷擴(kuò)大，彈性區(qū)也相應(yīng)地不斷減小，直至整個容器的截面全部進(jìn)入塑性狀為止。若容器的材料為理想彈塑性的（如圖 2.3a，圖中 σs為屈服極限），則容器面全部進(jìn)入塑性狀態(tài)（全塑性狀態(tài)）即為容器的塑性極限狀態(tài)。當(dāng)容器達(dá)到塑極限狀態(tài)時，結(jié)構(gòu)完全喪失承載能力，而且這時的變形是個不定值。為分析容的塑性極限承載能力亦可采用剛塑性變形模型（如圖 2.3b），即假設(shè)容器的彈性形為零，當(dāng)出現(xiàn)變形即為塑性階段，由這種變形模型計(jì)算得到的容器塑性極限載能力與由理想彈塑性變形模型的結(jié)果完全一致。

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