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GYF300型超高压水晶釜筒体自增强处理有限元仿真与残余应力分析

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GYF300型超高压水晶釜筒体自增强处理有限元仿真与残余应力分析

作者：姜学艳内蒙古工业大学

学位级别：硕士

超高压容器是在很高的压力(大于100MPa)和应力水平下工作的,因此保证操作能长期、稳定、安全的进行便成为超高压容器设计、选择结构型式的决定因素。大量的研究表明对于超高压容器厚壁圆筒采用自增强处理技术能很好的改善筒体的应力分布... 详细信息

超高压容器是在很高的压力(大于100MPa)和应力水平下工作的,因此保证操作能长期、稳定、安全的进行便成为超高压容器设计、选择结构型式的决定因素。大量的研究表明对于超高压容器厚壁圆筒采用自增强处理技术能很好的改善筒体的应力分布,提高弹性承载能力。那么对自增强处理残余应力有效的数值计算一直是研究超高压容器的主要内容。从目前国内研究现状来看,对超高压容器自增强处理残余应力的计算研究一般均采用数值公式计算的方法,这些方法工作量大,且精确度差。因此将有限元引进自增强处理残余应力的分析显得至关重要。本文以北方重工集团生产的GYF300型超高压水晶釜为研究对象,以大型CAE软件—ANSYS为工具,研究分析了其筒体在工作载荷作用下的弹性应力分布,以及通过自增强处理后的残余应力、应变及热应力分布,详细计算了在实际工况下筒体是否经自增强处理两种情况下的综合应力分布状态和数值大小。厚壁筒体是超高压容器的主要承载部件,也是容器的核心部分。为了改善应力在筒体内的分布状态,提高筒体的弹性承载能力,利用自增强技术对筒体进行自增强处理。本文在圆筒的自增强处理仿真分析中,考虑到焊接平盖封头简单易行,以平盖型密封筒体建立有限元模型,同时利用筒体的轴对称特性将模型简化为二维模型。并将有限元仿真计算的结果与弹塑性力学计算的结果进行对比,验证了本次仿真计算的正确性。超高压水晶釜是外加热设备,热应力对筒体的应力分布产生不利影响。本文利用有限元软件ANSYS,对GYF300型超高压水晶釜筒体热—结构耦合分析,详细的计算了筒体的温度分布及热应力分布状态。最后考虑筒体实际工作状况下各项应力的综合作用,求解出筒体自增强处理前、后的应力分布状态及数值大小。通过本文的分析计算为企业进行超高压容器自增强处理之前提供一个理论的计算依据,并为以后的更高压力的超高压容器的设计及超高压容器的疲劳寿命评定作了理论上的铺垫。

关键词：超高压容器有限元自增强处理残余应力分析

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超高压压缩机气缸自增强处理的优化设计

压缩机技术 2014年第2期 1-4页

作者：刘佳黄雪强高秀峰西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

超高压压缩机是低密度聚乙烯(LDPE)的核心动力设备,气缸是超高压压缩机的关键部件,气缸的特性关系到整个压缩机的功能,乃至关系到整个生产流程的安全运行。分析了自增强处理对气缸性能的影响,并进行了最优化设计。研究表明自增强处理能... 详细信息

超高压压缩机是低密度聚乙烯(LDPE)的核心动力设备,气缸是超高压压缩机的关键部件,气缸的特性关系到整个压缩机的功能,乃至关系到整个生产流程的安全运行。分析了自增强处理对气缸性能的影响,并进行了最优化设计。研究表明自增强处理能够改善筒体在工作状态下的应力分布,提高气缸的承载能力。

关键词：超高压压缩机自增强处理 Ansys分析最优化

厚壁圆筒自增强处理进弹塑性交界面Rc值的确定

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锅炉压力容器安全技术 1993年第6期 27-27,31页

作者：闻庆

超高压厚壁圆筒自增强处理有限元仿真与残余应力分析

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化工装备技术 2010年第1期31卷 15-17,14页

作者：姜学艳刘慧颖吉仁塔布江苏双良锅炉有限公司内蒙古工业大学

为了研究超高压厚壁圆筒不同端部结构形式对其自增强处理残余应力的影响,用大型有限元软件ANSYS仿真了不同端部结构处理方式下厚壁圆筒自增强处理过程,并分析了残余应力的分布状态。

关键词：有限元仿真自增强处理残余应力分析

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用图解法确定厚壁筒自增强处理最佳Rc值

石油化工设备 1986年第11期 27-29页

作者：孔凡森大庆石油学院

本文提出一种图解的方法,近似求得塑-弹性区交界面半径Rc值。其误差较小,在工程应用的允许范围之内。

关键词：图解法自增强处理交界面数值分析弹性区塑性区塑性域 R_c 周向应力

厚壁圆筒自增强塑——弹性交界面半径及自增强处理压力的简易计算

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特种设备安全技术 2005年第2期 6-6,9页

作者：谢志均深圳市基准热能技术有限公司广东深圳518112

介绍用直接液压法进行厚壁圆筒自增强中塑一弹性交界面半径及自增强处理压力的简易计算方法。

关键词：自增强处理界面半径厚壁圆筒压力弹性简易计算方法液压法

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高压厚壁圆筒自增强理论的探讨及应用

石油化工设备 1989年第6期18卷 11-16页

作者：朱瑞东大庆石油学院

本文以简单拉伸试验为依据,导出了服从Ramberg-Osgood及幂次强化模型的数学解,特别在工程应用方面作了详细而有益的探讨,对最佳自增强压力的选取和最佳弹塑性交界面的确定有实用价值。

关键词：圆筒自增强处理理论计算

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自增强超高压弯管最佳超应变研究

石油机械 2009年第8期37卷 45-47页

作者：邓夕胜陶春达西南石油大学建筑工程学院

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... 详细信息

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

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爆轰自增强残余应力的实验测试

石油机械 1998年第11期26卷 18-20页

作者：战人瑞陶春达赵国珍韩敦信黄毅民西南石油学院四川省南充市637001 中国石油天然气集团公司中国工程物理研究院

以内外径为42mmx95mm的43CrNi2MoVA钢厚壁圆筒为研究对象，实验测试了爆轰自增强处理后所形成的残余应力。首先用Hopkinson拉（压）杆装置测得该材料在高应变速率下的动态力学性能；利用锰铜压力计测得沿移爆轰时界面压力随时间的变化... 详细信息

以内外径为42mmx95mm的43CrNi2MoVA钢厚壁圆筒为研究对象，实验测试了爆轰自增强处理后所形成的残余应力。首先用Hopkinson拉（压）杆装置测得该材料在高应变速率下的动态力学性能；利用锰铜压力计测得沿移爆轰时界面压力随时间的变化曲线；随后用DYNA3D非线性动力分析程序计算了爆轰载荷作用下圆筒的弹塑性界面半径；最后用Sachs的内层逐次剥层法测量了自增强处理后在器壁上所形成的残余应力。测试结果表明，当超应变度约为70％时内壁面的周向残余压应力可达500MPa，与静液压法自增强在同样超应变度情况下的残余应力（有限元计算值）相差约6％，两种自增强方法在器壁内部的残余应力分布规律有所不同。

关键词：残余应力实验室试验测定自增强处理厚壁圆筒