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厚壁圆筒自增强压力的优化分析
被引量:
15
1
作者
钱凌云
刘全坤
+2 位作者
王成勇
李亨
韩豫
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期474-479,共6页
采用考虑材料应变强化效应和包辛格效应的双线性材料模型,建立了厚壁圆筒自增强理论模型。基于工作时的等效应力及周向应力,提出了最佳自增强压力的评定方法并给出了理论求解过程。采用有限元软件对自增强厚壁圆筒涉及的三个加载过程进...
采用考虑材料应变强化效应和包辛格效应的双线性材料模型,建立了厚壁圆筒自增强理论模型。基于工作时的等效应力及周向应力,提出了最佳自增强压力的评定方法并给出了理论求解过程。采用有限元软件对自增强厚壁圆筒涉及的三个加载过程进行模拟分析,模拟结果与理论计算结果相吻合。由模拟结果得到了厚壁圆筒工作时的最大等效应力和最大周向应力与自增强压力的关系曲线,并采用直接加权组合法进行优化,得到了最佳自增强压力。研究结果为厚壁圆筒最佳自增强压力的求解提供了新思路,具有一定的工程意义。
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关键词
厚壁圆筒
自增强压力
双线性模型
加权组合法
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职称材料
压力容器自增强压力探讨
2
作者
朱瑞林
《化工设备与管道》
CAS
2009年第1期10-14,共5页
自增强压力不仅直接关系到自增强处理时压力容器的塑性区深度及经自增强处理后容器的承载能力,而且影响到自增强工艺的实施。运用解析法与图解法并按第三强度理论对压力容器自增强处理时所施加的压力进行了研究,研究过程中得到了一些可...
自增强压力不仅直接关系到自增强处理时压力容器的塑性区深度及经自增强处理后容器的承载能力,而且影响到自增强工艺的实施。运用解析法与图解法并按第三强度理论对压力容器自增强处理时所施加的压力进行了研究,研究过程中得到了一些可供工程上应用的关系式与图表,并揭示了一些值得注意而有用的规律。这些公式、图表与各种变化规律,不仅可用作工程实践参考,还展示了自增强理论中各参数间的本质联系与变化规律及这些联系与规律形成的原因。
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关键词
压力
容器
自增强
自增强压力
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职称材料
残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器的安全影响
被引量:
5
3
作者
陈海辉
曾莹莹
钟汉通
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第23期3227-3231,共5页
为了确定残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器安全性能的影响,通过分析测试结果获得了残余应力的松弛规律,计算了在工作压力、残余应力作用下的当量等效应力沿壁厚分布情况,模拟计算出了不同的工作压力、自增强处理压力下的安...
为了确定残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器安全性能的影响,通过分析测试结果获得了残余应力的松弛规律,计算了在工作压力、残余应力作用下的当量等效应力沿壁厚分布情况,模拟计算出了不同的工作压力、自增强处理压力下的安全系数,推导出了最佳自增强处理压力。结果表明所研究的高压聚乙烯反应管在使用10年后,环向应力在近内壁区衰减最快,从-600MPa衰减到-333MPa,衰减率达45%;在弹性区衰减较小,残余应力峰值位置外移,但其峰值大小变化不大。对于自增强处理后的压力容器,在工作压力作用下,随着残余应力的松弛,内壁面当量等效应力增大,当量等效应力在弹塑性交界处最大,应该按此处的当量等效应力计算安全系数。依据示例聚乙烯反应管尺寸,模拟计算出在工作压力分别为180、280、380MPa时,经过自增强处理压力分别为606、677、743MPa的最佳自增强处理后,其安全系数比残余应力全部衰减为0时分别高16%、26%、37%。压力容器工作压力越大,经最佳自增强处理后安全系数增大得越多,但残余应力衰减对其安全影响越大。
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关键词
残余应力松弛
最佳
自增强
处理
压力
安全系数
高压容器
聚乙烯反应管
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职称材料
超高压压裂泵泵头体自增强再处理研究
被引量:
5
4
作者
华剑
廖建敏
+2 位作者
周思柱
李宁
崔灏
《科学技术与工程》
北大核心
2015年第35期170-174,共5页
自增强技术是提高超高压压裂泵泵头体寿命的有效方法。针对自增强处理形成的残余应力易出现松弛现象,开展了对泵头体再次自增强处理的研究。分析了初始自增强处理的最佳自增强压力的计算方法,得出了最佳压力值为637.7 MPa;并计算了泵头...
自增强技术是提高超高压压裂泵泵头体寿命的有效方法。针对自增强处理形成的残余应力易出现松弛现象,开展了对泵头体再次自增强处理的研究。分析了初始自增强处理的最佳自增强压力的计算方法,得出了最佳压力值为637.7 MPa;并计算了泵头体在最佳自增强压力作用下的残余应力及工作应力分量值。确定了泵头体危险处沿内腔十字交叉孔面法线方向的应力分量对泵头体疲劳寿命的提高或降低起主导因素。根据法向残余压应力的衰减量,研究了泵头体再次自增强处理压力及残余压应力层深度变化的规律。结果表明:当泵头体内腔残余应力衰减量达到40%~45%范围内,需要进行再次自增强处理;且实施再次自增强处理所需的自增强压力应略高于或等于初始自增强处理时的最佳自增强压力。
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关键词
自增强
泵头体
应力衰减
残余应力
最佳
自增强压力
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职称材料
自增强超高压弯管最佳超应变研究
被引量:
2
5
作者
邓夕胜
陶春达
《石油机械》
北大核心
2009年第8期45-47,共3页
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...
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。
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关键词
超高压弯管
自增强
处理
残余应力
自增强压力
静强度
疲劳强度
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职称材料
厚壁圆筒自增强理论与数值模拟对比分析
被引量:
9
6
作者
周谧
林铁军
周健
《压力容器》
2017年第6期14-18,共5页
自增强处理技术能有效提高设备承载能力,在高压和超高压设备中具有广泛应用。在第三强度理论的基础上提出厚壁圆筒最佳自增强处理内压的简便计算公式,有助于设计人员快速确定最佳自增强处理内压。并利用有限元软件,建立了厚壁圆筒力学模...
自增强处理技术能有效提高设备承载能力,在高压和超高压设备中具有广泛应用。在第三强度理论的基础上提出厚壁圆筒最佳自增强处理内压的简便计算公式,有助于设计人员快速确定最佳自增强处理内压。并利用有限元软件,建立了厚壁圆筒力学模型,对比自增强处理前后厚壁圆筒的应力分布,从分析结果可以看出,对于提高圆筒承载能力,自增强处理技术具有明显优势。同时,对厚壁圆筒有限元模型施加不同自增强处理内压,得到相同工作压力作用下不同自增强处理内压与厚壁圆筒最大应力值的关系曲线,从而确定厚壁圆筒的最佳自增强处理内压值。对比所推导的理论公式计算值,误差仅为6%,符合工程设计计算要求,可以在机械加工工程领域应用推广。
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关键词
厚壁圆筒
自增强压力
弹性-塑性力学
有限元分析
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职称材料
自增强液压缸缸筒理论计算与仿真分析
被引量:
1
7
作者
刘永秀
傅连东
+1 位作者
湛从昌
姜耀文
《机械设计与制造》
北大核心
2019年第9期51-53,57,共4页
基于Mises塑流条件、有限元理论、Lame公式对自增强厚壁圆筒进行分析,得到加载应力、卸载应力、残余应力及工作应力的解析解,并推导出弹塑性界面半径公式。为了验证理论公式的准确性,首先借助有限元分析软件ANSYS,建立了1/4径向横截面...
基于Mises塑流条件、有限元理论、Lame公式对自增强厚壁圆筒进行分析,得到加载应力、卸载应力、残余应力及工作应力的解析解,并推导出弹塑性界面半径公式。为了验证理论公式的准确性,首先借助有限元分析软件ANSYS,建立了1/4径向横截面的平面应变轴对称自增强厚壁圆筒的结构模型,然后模拟了模型在加载、卸载、工作工况下缸筒壁应力的分布情况,最后从ANSYS中提取仿真数据到MATLAB进行数值模拟计算,通过有限元分析与理论计算,证明理论推导得出的自增强缸筒应力解析解与仿真分析结果是相符的。
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关键词
自增强
液压缸
缸筒
自增强压力
残余应力
相当应力
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职称材料
题名
厚壁圆筒自增强压力的优化分析
被引量:
15
1
作者
钱凌云
刘全坤
王成勇
李亨
韩豫
机构
合肥工业大学
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期474-479,共6页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)资助重点项目(2009AA044800)
教育部科学技术研究重大项目(311025)
文摘
采用考虑材料应变强化效应和包辛格效应的双线性材料模型,建立了厚壁圆筒自增强理论模型。基于工作时的等效应力及周向应力,提出了最佳自增强压力的评定方法并给出了理论求解过程。采用有限元软件对自增强厚壁圆筒涉及的三个加载过程进行模拟分析,模拟结果与理论计算结果相吻合。由模拟结果得到了厚壁圆筒工作时的最大等效应力和最大周向应力与自增强压力的关系曲线,并采用直接加权组合法进行优化,得到了最佳自增强压力。研究结果为厚壁圆筒最佳自增强压力的求解提供了新思路,具有一定的工程意义。
关键词
厚壁圆筒
自增强压力
双线性模型
加权组合法
Keywords
thick walled cylinder
autofrettage pressure
bilinear model
weighted array
分类号
TB125 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
压力容器自增强压力探讨
2
作者
朱瑞林
机构
湖南师范大学工学院
出处
《化工设备与管道》
CAS
2009年第1期10-14,共5页
文摘
自增强压力不仅直接关系到自增强处理时压力容器的塑性区深度及经自增强处理后容器的承载能力,而且影响到自增强工艺的实施。运用解析法与图解法并按第三强度理论对压力容器自增强处理时所施加的压力进行了研究,研究过程中得到了一些可供工程上应用的关系式与图表,并揭示了一些值得注意而有用的规律。这些公式、图表与各种变化规律,不仅可用作工程实践参考,还展示了自增强理论中各参数间的本质联系与变化规律及这些联系与规律形成的原因。
关键词
压力
容器
自增强
自增强压力
Keywords
pressure vessel
autofrettage
autofrettage pressure
分类号
TQ050.2 [化学工程]
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职称材料
题名
残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器的安全影响
被引量:
5
3
作者
陈海辉
曾莹莹
钟汉通
机构
井冈山大学
清华大学
华南理工大学
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第23期3227-3231,共5页
基金
江西省科技支撑计划资助项目(20122BBE500047
20133ACG70010)
+1 种基金
江西省教育厅科技项目(KJLD12080
KJLD14062)
文摘
为了确定残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器安全性能的影响,通过分析测试结果获得了残余应力的松弛规律,计算了在工作压力、残余应力作用下的当量等效应力沿壁厚分布情况,模拟计算出了不同的工作压力、自增强处理压力下的安全系数,推导出了最佳自增强处理压力。结果表明所研究的高压聚乙烯反应管在使用10年后,环向应力在近内壁区衰减最快,从-600MPa衰减到-333MPa,衰减率达45%;在弹性区衰减较小,残余应力峰值位置外移,但其峰值大小变化不大。对于自增强处理后的压力容器,在工作压力作用下,随着残余应力的松弛,内壁面当量等效应力增大,当量等效应力在弹塑性交界处最大,应该按此处的当量等效应力计算安全系数。依据示例聚乙烯反应管尺寸,模拟计算出在工作压力分别为180、280、380MPa时,经过自增强处理压力分别为606、677、743MPa的最佳自增强处理后,其安全系数比残余应力全部衰减为0时分别高16%、26%、37%。压力容器工作压力越大,经最佳自增强处理后安全系数增大得越多,但残余应力衰减对其安全影响越大。
关键词
残余应力松弛
最佳
自增强
处理
压力
安全系数
高压容器
聚乙烯反应管
Keywords
residual stress relaxation
optimal autofrettage pressure
safety factor
pressure vessel
polyethylene reaction tube
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
超高压压裂泵泵头体自增强再处理研究
被引量:
5
4
作者
华剑
廖建敏
周思柱
李宁
崔灏
机构
长江大学机械结构强度与振动研究所
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2015年第35期170-174,共5页
基金
国家自然科学基金项目(51374041)资助
文摘
自增强技术是提高超高压压裂泵泵头体寿命的有效方法。针对自增强处理形成的残余应力易出现松弛现象,开展了对泵头体再次自增强处理的研究。分析了初始自增强处理的最佳自增强压力的计算方法,得出了最佳压力值为637.7 MPa;并计算了泵头体在最佳自增强压力作用下的残余应力及工作应力分量值。确定了泵头体危险处沿内腔十字交叉孔面法线方向的应力分量对泵头体疲劳寿命的提高或降低起主导因素。根据法向残余压应力的衰减量,研究了泵头体再次自增强处理压力及残余压应力层深度变化的规律。结果表明:当泵头体内腔残余应力衰减量达到40%~45%范围内,需要进行再次自增强处理;且实施再次自增强处理所需的自增强压力应略高于或等于初始自增强处理时的最佳自增强压力。
关键词
自增强
泵头体
应力衰减
残余应力
最佳
自增强压力
Keywords
autofrettage
pump head body
the attenuation of stress
residual stress
optimum autofrettage pressure
分类号
TH318 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
自增强超高压弯管最佳超应变研究
被引量:
2
5
作者
邓夕胜
陶春达
机构
西南石油大学建筑工程学院
出处
《石油机械》
北大核心
2009年第8期45-47,共3页
基金
西南石油大学基金项目"自增强超高压弯管的疲劳性能研究"(2007XJZ054)
文摘
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。
关键词
超高压弯管
自增强
处理
残余应力
自增强压力
静强度
疲劳强度
分类号
TG386.31 [金属学及工艺—金属压力加工]
TH140.1 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
厚壁圆筒自增强理论与数值模拟对比分析
被引量:
9
6
作者
周谧
林铁军
周健
机构
四川理工学院工程实践中心
西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室
出处
《压力容器》
2017年第6期14-18,共5页
基金
国家自然科学基金项目(No.51504207)
文摘
自增强处理技术能有效提高设备承载能力,在高压和超高压设备中具有广泛应用。在第三强度理论的基础上提出厚壁圆筒最佳自增强处理内压的简便计算公式,有助于设计人员快速确定最佳自增强处理内压。并利用有限元软件,建立了厚壁圆筒力学模型,对比自增强处理前后厚壁圆筒的应力分布,从分析结果可以看出,对于提高圆筒承载能力,自增强处理技术具有明显优势。同时,对厚壁圆筒有限元模型施加不同自增强处理内压,得到相同工作压力作用下不同自增强处理内压与厚壁圆筒最大应力值的关系曲线,从而确定厚壁圆筒的最佳自增强处理内压值。对比所推导的理论公式计算值,误差仅为6%,符合工程设计计算要求,可以在机械加工工程领域应用推广。
关键词
厚壁圆筒
自增强压力
弹性-塑性力学
有限元分析
Keywords
thick-walled cylinder
autofrettage internal pressure
elastic-plastic mechanics
finite elementanalysis
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
自增强液压缸缸筒理论计算与仿真分析
被引量:
1
7
作者
刘永秀
傅连东
湛从昌
姜耀文
机构
武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室机械传动与制造工程湖北省重点实验室
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2019年第9期51-53,57,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目——高速液压缸可控变间隙密封技术及密封界面仿生织构润滑机理研究(51475338)
文摘
基于Mises塑流条件、有限元理论、Lame公式对自增强厚壁圆筒进行分析,得到加载应力、卸载应力、残余应力及工作应力的解析解,并推导出弹塑性界面半径公式。为了验证理论公式的准确性,首先借助有限元分析软件ANSYS,建立了1/4径向横截面的平面应变轴对称自增强厚壁圆筒的结构模型,然后模拟了模型在加载、卸载、工作工况下缸筒壁应力的分布情况,最后从ANSYS中提取仿真数据到MATLAB进行数值模拟计算,通过有限元分析与理论计算,证明理论推导得出的自增强缸筒应力解析解与仿真分析结果是相符的。
关键词
自增强
液压缸
缸筒
自增强压力
残余应力
相当应力
Keywords
Autofrettage Thick-Wall Cylinder
Cylinder
Autofrettage Pressure
Residual Stress
Equivalent Stress
分类号
TH137.51 [机械工程—机械制造及自动化]
TH123.4 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
厚壁圆筒自增强压力的优化分析
钱凌云
刘全坤
王成勇
李亨
韩豫
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
15
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职称材料
2
压力容器自增强压力探讨
朱瑞林
《化工设备与管道》
CAS
2009
0
在线阅读
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职称材料
3
残余应力松弛和自增强处理压力对在役高压容器的安全影响
陈海辉
曾莹莹
钟汉通
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
5
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职称材料
4
超高压压裂泵泵头体自增强再处理研究
华剑
廖建敏
周思柱
李宁
崔灏
《科学技术与工程》
北大核心
2015
5
在线阅读
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职称材料
5
自增强超高压弯管最佳超应变研究
邓夕胜
陶春达
《石油机械》
北大核心
2009
2
在线阅读
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职称材料
6
厚壁圆筒自增强理论与数值模拟对比分析
周谧
林铁军
周健
《压力容器》
2017
9
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职称材料
7
自增强液压缸缸筒理论计算与仿真分析
刘永秀
傅连东
湛从昌
姜耀文
《机械设计与制造》
北大核心
2019
1
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职称材料
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