整体多层夹紧式高压容器预应力研究

发布时间：2021-04-18 11:33

　　整体多层夹紧式高压容器是一种使各包扎层板纵、环焊缝均错开的新型多层结构,它除具有多层包扎式容器所具有的优点外,另一突出优点是避免了对容器的制造质量和安全有重要影响的深环焊缝,极大的减少了高压容器的薄弱环节,提升了容器的承载能力和安全系数,同时还具有机械化程度高,加工制造方便的优势。由于整体多层夹紧式高压容器的安全性和制造的方便性,它受到国内外的高度重视,但其在包扎制造过程中产生的预应力及预应力对容器使用过程的影响研究还很不完善,迄今为止,包扎制造过程中产生的预应力并没有得到很好地利用。因此,开展整体多层夹紧式高压容器预应力的研究和建立相应的设计方法对其工程应用具有重要的意义。本文以弹塑性理论为基础,构建了整体多层结构压力容器内筒与层板的力学模型,深入分析并提炼得到影响预应力的主要因素,研究包扎夹紧力与预应力的关系,揭示多层包扎容器预应力分布的一般规律；通过数值模拟和对整体多层包扎容器的水压试验和爆破试验研究,探讨了超水压试验与层间预应力的关系,为整体多层夹紧式高压容器预应力的合理应用建立完整的理论体系。本文的主要工作和结论如下：1)建立了整体多层夹紧式压力容器的包扎夹紧力学模型,研究得... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 整体多层夹紧式高压容器概述
        1.1.1 高压容器发展概述
        1.1.2 高压容器结构型式
    1.2 整体多层夹紧式高压容器研究文献综述
        1.2.1 压力容器理论研究综述
        1.2.2 压力容器强度理论研究综述
        1.2.3 压力容器接触理论研究综述
        1.2.4 国外压力容器研究综述
        1.2.5 国内外文献综述评述
    1.3 研究的目的和意义
    1.4 论文研究的主要内容
    1.5 论文的结构
第二章 整体多层夹紧式高压容器预应力解析分析
    2.1 预应力解析计算
        2.1.1 厚壁高压容器理论概述
        2.1.2 包扎结构力学模型
        2.1.3 多层结构参数探讨
    2.2 包扎夹紧力解析计算
        2.2.1 层板包扎应力上限
        2.2.2 层板包扎应力下限
        2.2.3 多层包扎预应力分布
    2.3 整体多层夹紧式高压容器强度分析
        2.3.1 强度理论概述
        2.3.2 整体多层结构容器的强度核算（弹性失效）
        2.3.3 整体多层结构容器的爆破压力计算（爆破失效）
        2.3.4 整体多层结构容器的极限载荷与安定分析
    2.4 层板接触力学模型
        2.4.1 接触压力的简易计算模型
        2.4.2 局部接触力学模型
    2.5 超水压试验理论
        2.5.1 超水压试验原理
        2.5.2 基于预应力的超水压试验压力范围
    2.6 本章小结
第三章 整体多层夹紧式高压容器接触应力的数值计算
    3.1 数值计算概述
    3.2 有限元计算
        3.2.1 有限单元法理论
        3.2.2 有限元计算软件
    3.3 接触应力数值计算
        3.3.1 局部接触力学模型数值计算
        3.3.2 整体多层夹紧结构接触应力数值计算
        3.3.3 整体多层夹紧容器超水压试验数值计算
    3.4 本章小结
第四章 整体多层夹紧式高压容器试验应力分析
    4.1 试验应力分析原理与器材
        4.1.1 试验应力分析概述
        4.1.2 应变电测法原理
        4.1.3 试验应力测试现场操作问题
    4.2 层板包扎夹紧应力测试
        4.2.1 试验概述
        4.2.2 试验结果及分析
    4.3 整体多层夹紧式高压容器超水压试验
        4.3.1 试验概述
        4.3.2 环氧树脂密封制作
        4.3.3 试验应力结果及分析
    4.4 整体多层夹紧式高压容器破坏（爆破）试验
        4.4.1 试验装置
        4.4.2 破坏试验过程简述及结果分析
    4.5 本章小结
第五章 整体多层夹紧式高压容器的对比分析
    5.1 对比分析概述
    5.2 与国内外的研究对比
    5.3 解析值数值解实测值对比
    5.4 本章结论
结论和展望
创新点
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附录
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]多层包扎容器筒体预应力分析计算方法[J]. 何庆中,袁宏远,王勇勤,严兴春,石艳.  化工机械. 2010(02)
[2]多层压力容器的研究及其进展[J]. 李南京,朱孝钦,宋鹏云,胡明辅,王坚,郭春义.  化工机械. 2008(06)
[3]基于接触非线性的螺钉标准件的优化设计方法[J]. 庞保强,杨洪波,刘通通.  计算机仿真. 2008(06)
[4]整体多层包扎式高压容器应力状态研究进展[J]. 张羽翔,王坚,宜飞远,宋鹏云,朱孝钦,胡明辅.  化工机械. 2008(02)
[5]ANSYS在低温压力容器应力分析与优化设计中的应用[J]. 丁昌,汪荣顺.  低温与超导. 2007(06)
[6]压力容器筒体与补强圈间接触特性的研究[J]. 李磊,吴本华,桑芝富.  机械强度. 2007(06)
[7]圆柱壳开孔补强的弹性和弹塑性有限元分析[J]. 金建新,梁利华,高增梁.  压力容器. 2007(09)
[8]超高压密封件有限元分析研究[J]. 费国标,刘正林,海鹏洲,严国平.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2006(06)
[9]某多层包扎氮气储罐的应力分析及安全评定[J]. 陆晓燕,金伟娅,高增梁,竺国荣,黄宏彪,董绍平,华海平.  压力容器. 2006(12)
[10]基于等强度理论的缩套超高压缸改进设计[J]. 张于贤.  中国机械工程. 2006(S1)

博士论文
[1]超高压容器中的自增强理论的研究及应用[D]. 张于贤.重庆大学 2005

硕士论文
[1]整体多层夹紧式高压容器超压处理研究[D]. 刘斯嘉.华南理工大学 2010



本文编号：3145400