自增強(qiáng)技術(shù)對組合式擠壓筒服役特性的影響研究.pdf

1、擠壓筒是大型擠壓裝備的共性關(guān)鍵部件之一，在擠壓過程中承受較高的工作溫度和載荷，內(nèi)筒與材料接觸界面還承受材料的高速流動，造成嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致擠壓筒壽命很短。作為高壓承載部件，擠壓筒多設(shè)計為過盈裝配形式的組合筒，但在內(nèi)筒內(nèi)壁處仍有可能出現(xiàn)切向拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的往復(fù)變化，從而降低了其使用壽命。本文借鑒超高壓容器的自增強(qiáng)技術(shù)，對自增強(qiáng)組合式擠壓筒的應(yīng)力及變形規(guī)律作了較為系統(tǒng)的探討。
　　本文主要進(jìn)行了以下工作：
　　①基于彈性力學(xué)基本原

2、理，建立了多層組合式圓筒的應(yīng)力及變形彈性解析；利用彈塑性基礎(chǔ)理論，得到了在自增強(qiáng)壓力作用下多層組合圓筒應(yīng)力及位移分布的彈塑性解析式。
　?、谶\(yùn)用有限元軟件對組合式擠壓筒過盈套裝及自增強(qiáng)壓力作用工況的應(yīng)力分布進(jìn)行了分析，計算結(jié)果與解析式吻合較好。
　?、圩栽鰪?qiáng)壓力卸除后，組合圓筒內(nèi)筒殘余應(yīng)力場應(yīng)為塑性變形殘余應(yīng)力場與套裝壓力場的疊加，推導(dǎo)了內(nèi)筒殘余應(yīng)力表達(dá)式，并通過有限元計算驗(yàn)證了解析式的正確性；分別對自增強(qiáng)處理設(shè)計的兩種方案

3、進(jìn)行了比較。
　?、苎芯苛俗栽鰪?qiáng)壓力值、各層筒過盈量以及內(nèi)筒徑比對內(nèi)筒應(yīng)力分布的影響；討論了內(nèi)筒在自增強(qiáng)壓力作用下，將材料視為理想彈塑性體和雙線性強(qiáng)化模型時應(yīng)力幅值及塑性區(qū)深度的變化，證明了將材料視為雙線性強(qiáng)化模型時更符合實(shí)際情況。
　　⑤針對組合筒外筒所具有的加熱孔、散熱孔及線槽等表面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，降低了各處應(yīng)力幅值，從而避免外筒發(fā)生裂紋擴(kuò)展，延長使用壽命。
　　本論文所用的研究思路和分析方法