论文题目: 超高压容器中的自增强理论的研究及应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 张于贤
导师: 廖振方
关键词: 厚壁圆筒,高压缸,超高压容器,自增强,缩套,强度理论,实验研究
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文在论述了国内外超高压容器的发展概况的基础上,较为系统地阐述了单层普通圆筒形超高压容器、单层自增强厚壁圆筒形超高压容器、双层缩套圆筒形超高压容器的应力计算方法及相应的强度理论。以某厂生产的数控万能水切割机中的一个核心零件——高压缸为例,着重运用自增强技术进行了分析和计算。为了说明自增强技术在超高压容器设计中的优点,本文也采用了缩套原理对该高压缸进行了设计计算和分析,将采用自增强技术的设计计算结果和采用缩套原理的设计计算结果及原设计方案的结果进行了比较,分析表明:采用自增强技术设计超高压容器优于采用缩套原理设计的超高压容器。为了进行相应的自增强试验,作者提出了一套实验方法,专门用于超高压厚壁圆筒形容器的自增强实验研究。本论文的主要创新点和贡献如下:1)对最大剪应力理论和最大应变能理论进行了详细的对比分析,对各理论与实际的符合程度的原因进行了较完整的理论定性分析论述,从而进一步完善了适合于超高压容器设计的强度理论。为超高压容器强度理论的发展与完善提供了一定的理论依据。2)提出了一套超高压容器初步设计的方法和评价该方法的效果的指标,这些指标均属独创。这种初步设计方法不但能节省人力和时间,并可提高设计效率。3)通过应力分析,论证了用自增强技术优于缩套原理的结论。4)提出了一套进行自增强实验研究的方法,该方法除了本文中提到的用途以外,还有以下用途:①能测定厚壁圆筒的应力、应变及位移;②能测定厚壁圆筒的一些基本的自增强参数,如初始屈服压力、全屈服压力、反向屈服压力等;③能测定材料在恶劣工况下长期工作时的力学性能参数,如屈服极限,强度极限等;④能测定材料在恶劣工况下长期工作时的物理性能参数,如弹性模量,泊松比、热膨胀系数等;⑤基于上述“③”和“④”,可以建立适合于恶劣工况下长期工作的强度条件。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 超高压容器发展概况
1.2 超高压容器的主要结构形式及其特点
1.3 超高压容器设计时的安全系数
1.4 本论文的主要研究内容及目的意义
1.5 本章小结
2 单层普通圆筒形超高压容器的应力及强度计算
2.1 圆柱形厚壁容器的弹性分析
2.2 单层厚壁圆筒形容器的弹塑性分析
2.3 单层厚壁圆筒形容器的塑性极限分析
2.4 厚壁圆筒失效的几种观点
2.5 单层厚壁圆筒的强度计算
2.6 本章小结
3 自增强技术简介
3.1 自增强技术的发展过程及特点
3.2 自增强处理的方法
3.3 自增强处理对材料的要求
3.4 本章小结
4 单层自增强圆筒的应力分析
4.1 单层自增强部分塑性圆筒的分析
4.2 单层自增强完全塑性圆筒的应力分析
4.3 适宜的自增强条件
4.4 自增强圆筒的再屈服压力及反向屈服条件
4.5 本章小结
5 双层缩套圆筒的强度计算
5.1 薄壁内衬圆筒的界面压力
5.2 相同材料组成的厚壁双层圆筒的强度计算
5.3 不同材料组成的厚壁双层圆筒的强度计算
5.4 双层筒体的最佳化设计
5.5 温度应力的计算
5.6 本章小结
6 实例分析
6.1 某厂原双层缩套高压缸简介
6.2 基于缩套原理的高压缸的设计
6.3 基于缩套原理的设计方案的工程意义分析
6.4 基于自增强技术的高压缸的设计
6.5 最佳方案与原方案的应力比较
6.6 实验研究的可行性分析
6.7 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2006-12-05
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