本文關(guān)鍵詞：自增強(qiáng)技術(shù)提高大尺度孔疲勞性能機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近20年來，高壓水射流技術(shù)迅速崛起并得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)的特點(diǎn)是壓力高且波動(dòng)大，其動(dòng)力系統(tǒng)中的許多高壓零部件容易發(fā)生疲勞破壞。自增強(qiáng)處理技術(shù)作為提高超高壓容器抗疲勞強(qiáng)度的一項(xiàng)有效措施，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域。自增強(qiáng)處理的實(shí)質(zhì)是在工件投入正式使用前對(duì)其施加內(nèi)壓，使之產(chǎn)生不能恢復(fù)的塑性變形，卸載后可在容器內(nèi)壁形成有利的殘余應(yīng)力分布，，使零部件的疲勞強(qiáng)度得以大幅度提高。 本文選取典型的大尺度孔零部件——高壓缸體作為研究對(duì)象，先從理論角度分析了自增強(qiáng)處理技術(shù)提高缸體疲勞性能的理論基礎(chǔ)，即經(jīng)自增強(qiáng)處理后，受殘余應(yīng)力的影響，缸體內(nèi)壁的當(dāng)量平均應(yīng)力大大減小，從而大大提高缸體的疲勞性能。在此基礎(chǔ)上，本文用有限元軟件對(duì)液體自增強(qiáng)處理過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了PH15-5材料的熱處理?xiàng)l件、自增強(qiáng)處理壓力、缸體壁厚對(duì)自增強(qiáng)處理后缸體殘余應(yīng)力、塑性變形等參數(shù)的影響。從研究結(jié)果可知，經(jīng)自增強(qiáng)處理后，缸體內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生大量的殘余壓縮應(yīng)力，該壓縮應(yīng)力有效抵消了部分由工作壓力導(dǎo)致的應(yīng)力，從而降低了缸體內(nèi)壁的應(yīng)力水平；研究結(jié)果進(jìn)一步表明，缸體壁厚有一優(yōu)化區(qū)域值的存在，該區(qū)域值與普遍使用的高壓缸體壁厚相吻合。在此基礎(chǔ)上，本文還建立了一個(gè)疲勞實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)，并初步測試了幾組經(jīng)自增強(qiáng)處理和未經(jīng)處理缸體的疲勞壽命。測試結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了未經(jīng)自增強(qiáng)處理的缸體首先出現(xiàn)疲勞失效，其疲勞裂紋發(fā)生在周向方向。該結(jié)果與分析結(jié)果完全吻合。
【關(guān)鍵詞】：自增強(qiáng) 有限元 殘余應(yīng)力 疲勞強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH49
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 超高壓領(lǐng)域概述7-10
• 1.1.1 超高壓領(lǐng)域概述7
• 1.1.2 高壓水射流技術(shù)概述7
• 1.1.3 超高壓水射流切割設(shè)備工作原理7-10
• 1.2 自增強(qiáng)技術(shù)及其應(yīng)用10-12
• 1.2.1 自增強(qiáng)技術(shù)概述10-11
• 1.2.2 常見自增強(qiáng)處理方法11-12
• 1.2.3 自增強(qiáng)處理的作用12
• 1.3 超高壓容器的疲勞破壞概述12-13
• 1.3.1 疲勞破壞概述12-13
• 1.3.2 疲勞破壞危害13
• 1.4 課題研究背景及內(nèi)容13-14
• 1.4.1 研究背景13-14
• 1.4.2 研究內(nèi)容14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 2 自增強(qiáng)提高大尺度孔疲勞性能理論分析15-19
• 2.1 疲勞強(qiáng)度理論概述15-16
• 2.1.1 最大剪應(yīng)力理論15
• 2.1.2 最大應(yīng)變能理論15-16
• 2.1.3 屈服條件16
• 2.2 高壓缸體的應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算16-17
• 2.2.1 厚壁容器的彈塑性分析16-17
• 2.3 理論計(jì)算自增強(qiáng)提高抗疲勞強(qiáng)度17-18
• 2.3.1 最佳自增強(qiáng)壓力的確定17
• 2.3.2 理論計(jì)算自增強(qiáng)處理后疲勞壽命17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 3 高壓缸體自增強(qiáng)處理過程的數(shù)值模擬19-44
• 3.1 有限元數(shù)值模擬分析概述19-20
• 3.1.1 ABAQUS 介紹19
• 3.1.2 有限元在疲勞分析中的發(fā)展19-20
• 3.2 數(shù)值模擬分析過程20-25
• 3.2.1 PH15-5 不銹鋼材料概述20
• 3.2.2 PH15-5 熱處理?xiàng)l件20-22
• 3.2.3 數(shù)值分析前處理22-25
• 3.3 后處理分析25-41
• 3.3.1 缸體卸載自增強(qiáng)壓力后應(yīng)力分布情況25-33
• 3.3.2 缸體卸載自增強(qiáng)壓力后塑性應(yīng)變 PEEQ 分布情況33-36
• 3.3.3 缸體卸載自增強(qiáng)壓力后變形情況36-38
• 3.3.4 自增強(qiáng)改善缸體應(yīng)力情況分析38-41
• 3.4 缸體壁厚對(duì)塑性應(yīng)變層的影響41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 疲勞破壞的實(shí)驗(yàn)研究44-48
• 4.1 實(shí)驗(yàn)研究疲勞破壞44-47
• 4.2 本章小結(jié)47-48
• 5 結(jié)論和展望48-50
• 5.1 結(jié)論48
• 5.2 前景展望48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 附錄55
• A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文55
• B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間的科研情況55

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：自增強(qiáng)技術(shù)提高大尺度孔疲勞性能機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：384285