论文部分内容阅读
超高压缸体在军民领域广泛应用,通常采用预应力法来提高缸体的承载能力,而缩套式缸体又是预应力法中使用最早且最为有效的结构形式之一。热缩套过程中,由于受到加工精度,温控误差以及机械振动等因素的制约,内外筒之间不可避免存在同轴度偏差,而现有缩套缸体的设计及应力分析理论,均是以内外筒同轴为前提,已不能满足实际应用的要求。因此,对存在同轴度偏差的缩套缸体应力分布规律展开研究,并对现有强度条件进行修正,对实际生产有很大的理论指导意义。 本文基于无同轴度偏差的缩套缸体弹塑性理论,建立了存在同轴度偏差的缩套缸体的应力模型,分析了同轴度偏差量对缩套缸体应力的影响,采用解析法与有限元分析相结合的方法,验证了应力模型的有效性,并构建了该缸体的强度修正表达式。本文的研究内容如下: 1、无同轴度偏差的双层缩套缸体的等强度设计及应力分析。根据等强度理论,确定了无同轴度偏差的缩套缸体的结构参数,分析了该缸体的预应力及工作应力,并运用第四强度理论校核了缸体的强度。 2、存在同轴度偏差的缩套缸体应力模型的建立。在现有缩套缸体弹塑性理论的基础上,引入同轴度偏差这一变量,构建了存在同轴度偏差的缩套缸体的应力模型,分析了该缸体不同位置的界面压力、预应力和工作应力,根据第四强度理论,并运用MATLAB对缸体不同极角、不同位置的相当应力进行了计算,建立了相应的强度条件。 3、存在同轴度偏差的缩套缸体的有限元分析。运用APDL命令流在ANSYS中完成了模型建立、接触对设置、网格划分及多载荷步加载等一系列步骤,求解后,获得了不同压力载荷下的数值分析结果。 4、存在同轴度偏差的缩套缸体模型解析解与数值解对比。设置路径,提取缩套缸体有效节点的相当应力的数值解,运用MATLAB对数值解与相应的解析解进行数据处理,经对比,验证了应力模型的有效性。 5、强度条件修正表达式的构建。分析了存在同轴度偏差与无同轴度偏差的缩套缸体最大相当应力解析解的相对误差的分布规律,并运用最小二乘法,得到了修正系数表达式,对无同轴度的缩套缸体强度条件进行了修正,经验证,具有较好的修正效果。