超高压容器损伤自增强的应力分析

发布时间：2020-05-12 05:40

【摘要】： 超高压容器是现代工业及科学研究中广泛应用的设备。为了提高超高压容器的承载能力并延长疲劳寿命,需对其进行自增强处理。自增强处理的关键是残余应力的计算,准确计算残余应力对疲劳寿命的确定非常重要,但由于使用中超高压容器材料的力学行为复杂,使得这一课题仍未完全解决。本文在简述了超高压容器的发展以及国内外自增强研究现状的基础上,介绍了超高压容器自增强残余应力的计算模型,并依据弹塑性理论的理想弹塑性模型、卸载幂硬化模型、双向幂硬化模型、双线性硬化模型的优缺点,提出了基于损伤理论的损伤自增强模型。本文由损伤理论的热力学基础出发,引入损伤变量,给出材料损伤本构方程,基于此方程建立超高压容器筒体损伤自增强模型。在对自增强筒体受力情况和边界条件分析的基础上,本文给出损伤区和弹性区应力分布、损伤自增强临界压力以及损伤自增强压力,依据卸载定理,给出损伤自增强残余应力分布。本文对损伤变量的实验测量方法进行了研究,由于其应力-应变关系不服从直线关系,故依据损伤变量测量的弹性常数法,提出利用云纹干涉法和拉伸实验法来进行损伤变量的理论实验测量,为损伤变量测量提供理论思路。利用实验数据对损伤变量沿半径变化规律进行了研究,本文给出了含四参量的损伤变量函数关系式,并对损伤自增强残余应力模型进行了验证,并将计算所得残余应力与其他模型相比较,验证其准确性。
【图文】：

图 1.3 卸载幂硬化模型 图 1.4 筒体截面各区域示意图Fig1.3 Unload power law hardness model Fig1.4 The region map of cylinder’s section在图 1.4 中：Rd表示筒体反向屈服界面半径[31-35]。二、残余应力分布假设反向屈服区Ri≤Rd≤rc。 σσσ = AR考虑各区域应力分布得：加载塑性区卸载反向屈服区（Ri≤r ≤Rd）：( )( )22222222222 2222222222221 1ln21 1ln 1 2 121 1 1ln 12 2REBr s dB Bi iREBt s dBBi iREBZ s dB Bi irRR B RrrRBR B RrrRBR B Rrσσ σσσ σσσ σ = = + + = + + (1-

图 1.3 卸载幂硬化模型 图 1.4 筒体截面各区域示意图Fig1.3 Unload power law hardness model Fig1.4 The region map of cylinder’s section在图 1.4 中：Rd表示筒体反向屈服界面半径[31-35]。二、残余应力分布假设反向屈服区Ri≤Rd≤rc。 σσσ = AR考虑各区域应力分布得：加载塑性区卸载反向屈服区（Ri≤r ≤Rd）：( )( )22222222222 2222222222221 1ln21 1ln 1 2 121 1 1ln 12 2REBr s dB Bi iREBt s dBBi iREBZ s dB Bi irRR B RrrRBR B RrrRBR B Rrσσ σσσ σσσ σ = = + + = + + (1-
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH49

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本文编号：2659746