1000MPa超高压多光路可视系统径向大径厚壁圆筒的研究

本文对直径比为６、孔径比为０．６７的１０００ＭＰａ超高压多光路径向大孔厚壁圆筒进行了研究,讨论了自增强自动对超高压容器径向开孔问题的塑性影响,得出该径向大孔的超高压厚壁圆筒容器,经自增强处理和适当增大壁厚后筒体开孔处速度可靠的结论。     

基于损伤理论的单层厚壁圆筒自增强弹塑性交界面半径Rc 的确定

在自增强技术中,确定最佳弹塑性界面半径是关键。在利用自增强理论设计计算超高压容器时,最佳自增强处理压力、最佳弹塑性界面半径是主要的参数。笔者分别采用理想弹塑性模型和损伤模型对三种不同规格的厚壁圆筒进行了计算,并与同参数的理想弹塑性模型和实际测得的弹塑性交界面半径值进行了对比,从而说明本论文给出的的基于损失的厚壁圆筒弹塑性交界面半径计算思路是正确的,为将来准确预测和控制自增强容器残余应力,提供了理论依据。     

关于计算最佳弹塑性界面半径的探讨

为了确定厚壁圆筒容器自增强处理时最佳弹塑性界面半径,基于第4强度理论的观点,推导出了经过自增强处理的压力容器的最佳弹塑性界面半径以及最大允许工作内压的公式,并为工程实际应用提出了自增强厚壁圆筒最大工作压力的控制条件.     

拉压异性材料厚壁圆筒的最佳自增强分析

本文运用莫尔屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料的厚壁圆筒进行了自增强分析,得到了依赖于材料拉压比的厚壁圆筒的最佳弹塑性界面半径、最佳自增强内压。并分析了自增强对高压容器承载能力的影响。     

多重圆环的过盈配合

高压厚壁圆筒,特别是超高压厚壁圆筒,当壁厚已定时,无论是径向应力或周向应力,沿壁厚的分布都是不均匀的。当内壁最大应力处满足强度要求时,其他各处的材料就未能得到充分有效的利用。本文建议采用组合圆筒结构形式,利用外筒和内简装配后在贴紧处所产生的相互挤压应力,使沿壁厚的应力趋向均匀分布,从而提高承载能力。     

自增强与非自增强带裂纹厚壁容器的疲劳寿命

本文对自增强和非自增强带裂纹厚壁圆筒的疲劳寿命提出计算方法,其计算结果与试验相符。试验结果表明,自增强处理能提高带裂纹厚壁圆筒和焊缝的疲劳寿命。     

压力容器筒体上锥形接管开孔补强计算的探讨

GB150.1~150.4-2011《压力容器》中关于压力容器开孔补强的计算均为径向接管,HG/T20582-2011《钢制化工容器强度计算规定》中补充了非径向接管的开孔补强计算,但是锥形接管的开孔补强计算在目前执行标准中均未提及。在满足工程安全可靠的前提下,就压力容器筒体上径向和非径向锥形接管五种开孔结构形式开孔补强的计算进行探讨。     

单层厚壁圆筒的自增强损伤研究

摘要用损伤变量研究自增强厚壁圆筒产生自增强的过程,引入损伤有效应力的概念,结合自增强厚壁圆筒的结构特点,建立了单层厚壁圆筒的损伤自增强模型。给出了损伤区和弹性区的应力表达式、损伤自增强压力、外壁环向应变与损伤自增强残余应力等表达式。借助于25Cr2MoV材料的自增强实验数据对损伤自增强模型进行了测算,结果表明,损伤自增强模型与理想弹塑性模型、双线性硬化模型相比更接近于实测值。重要意义在于可能产生新的单层厚壁圆筒的研究方向。     

带裂纹自增强设备的疲劳寿命估算

文中分析了内壁含有纵向裂纹的厚壁圆筒的应力强度因子的表达式,指出其中自由表面影响系数的Newman-Raju解是计算厚壁圆筒疲劳裂纹扩展寿命的首选表达式,同时还指出自增强处理能大幅度提高疲劳裂纹的扩展寿命,100%的超应变处理有最长的疲劳寿命。     

基于可靠性理论的厚壁压力容器开孔设计

在厚壁压力容器器壁上开孔,不但削弱了容器的强度,而且导致容器局部应力集中,成为容器破坏的重要因素之一。标准设计中考虑容器开孔补强的安全性尽管有了一系列规定,但对影响安全诸因素的随机性考虑较少。而可靠性设计把影响安全的参数作为随机变量,依据概率统计把安全性与经济性统一进行设计计算。通过实例计算与分析对比表明,可靠性设计在保证可控的故障概率下,容器的成本投资相对常规设计计算得到了进一步优化,符合工程实际的现实要求。     

补强方式对压力容器开孔接管区集中应力的影响

采用有限元法分析了补强方式对压力容器开孔接管区的集中应力的影响,比较了补强圈补强结构和厚壁接管补强结构的补强效果,并对其应力集中系数进行了研究.结果表明:不论使用补强圈补强,还是使用厚壁接管补强,补强后的应力集中系数都明显降低,且对于大开孔结构,厚壁接管补强优于补强圈补强.     

径向流吸附器布气系统结构对布气效果的影响

径向流吸附器内的均匀布气对其性能有重要影响.本文以实验室用小型径向流吸附器为研究对象,建立了三维流动数学模型,并对径向流吸附器内部的流场进行了数值模拟.对比研究了径向流吸附器内气体流动型式、中心流道与外流道的截面积比、中心流道开孔率、外流道开孔率等对流场均匀分布的影响.结果表明：径向流吸附器采用向心流动的最为合适,并且∏型向心流动略优于Z型向心流动;中心流道与外流道的截面积比为18.9%时,获得最佳布气效果;中心流道开孔率越小,径向流速度不均匀度值越小,布气效果越好,但开孔率过低将导致布气孔附近局部布气不均匀,能耗增大;外流道开孔率变化对径向流吸附器内气流均布影响有限.     

对椭圆形开孔补强设计中几个问题的分析

文章对椭圆形开孔的形状、圆筒体周向斜接管和圆筒体轴向斜接管的开孔三种情况分别进行了分析。     

超高压缸强度及热处理参数的合理性分析

对在用金刚石成型机超高压缸的强度进行了分析，利用有限元方法建立了按第三强度理论计算得到的这种超高压短圆筒容器的应力强度（Sd3)曲线，通过与现有的设计理论和设计准则比较，证明该超高压缸的强度是足够的，使用中是安全的，不需要提高制造时的热处理要求；同时说明此类超高压容器的边缘效应干涉严重，目前只能利用数值方法得志性能分析。     

内压容器筒体大开孔结构的弹塑性应力分析

针对内压容器筒体开有大直径孔后会产生很高的应力集中这一问题,在考虑材料塑性变形特性的前提下,对不同开孔率的内压容器筒体结构进行了一系列的弹塑性有限元分析.结果表明,内压容器在大开孔状态下,孔周边应力集中很严重,其中孔与筒体的相贯线最高点表现为强烈的周向应力特征,相贯线最低点则表现为轴向应力特征.在逐步加载过程中,加载前期孔周边应力呈线性增长,而后表现为高应力范围的扩大.对于均处于塑性阶段的结构而言,开孔率的大小对高应力区的分布范围影响较大.分析大开孔内压容器筒体结构的应力分布时,材料的非线性特性对分析结果有很大影响.     

基于统一强度理论的拉压异性材料厚壁圆筒的自增强分析

运用统一强度理论对承受内压的拉压屈服强度不同材料的厚壁圆筒进行了自增强分析,得到了适用于多种材料的厚壁圆筒弹性区与塑性区中的应力分布,残余应力分布及合成应力分布的统一解析式,分析得出了最佳弹塑性半径和最佳自增强内压的统一解析解     

厚壁圆柱筒的轴对称弯曲问题

对于轴对称载荷作用下的厚壁圆筒，给出了三维级数解，级数解的第一项与习用的薄壳理论相同，随后的各校正项用壁厚与半径之经比的升幂组数表示，本理论为一高压容器双层椭球壳筒盖人孔围壁加强结构计算提供了方法。其计算结果与有限元分析结构和电阻应变测量数据进行了比较。     

非均质厚壁圆筒的塑弹性分析

对于由非均质的不可压缩材料制成的厚壁圆筒,当其内外侧受到沿径向的压力时,利用理想弹塑性模型对于圆筒进行了分析,分别对于两种形式的材料弹性模量,各讨论了三种塑性区域情况下的应力,位移分量,并确定了塑性区域。     

超高压地层组合套管的优化设计

国内许多油田深部地层的径向超高压,导致套管大量被挤毁变形,严重影响了油气的正常生产,针对这个问题,本文根据弹性力学中的厚壁简理论和机械优化设计理论,提出了组合套管的优化设计方法。用该方法设计的组合套管,可有效地防止深部软岩地层的径向超高压所引起的套管变形或挤毁。     

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。