厚壁圓筒熱沖擊作用下應(yīng)力分布研究.pdf

1、超高壓管式反應(yīng)器是聚乙烯生產(chǎn)裝置中關(guān)鍵設(shè)備之一,其運行是否安全可靠直接關(guān)系到企業(yè)的產(chǎn)值、利潤、甚至人的生命.由于乙烯爆炸性分解,在反應(yīng)管壁厚上形成極陡的溫度梯度和幅度很大的熱應(yīng)力.因而反應(yīng)器在熱沖擊作用下的應(yīng)力分析是反應(yīng)器安全工程研究中急需解決的現(xiàn)實問題.熱沖擊問題一直是固體力學(xué)理論研究的熱點問題之一.本文在實際工程基礎(chǔ)上,對熱沖擊作用下的厚壁圓筒的應(yīng)力響應(yīng)和溫度響應(yīng)進行了研究,給出了熱彈性力學(xué)的基本方程和熱傳導(dǎo)方程.通過在邊界條件中引

2、入?函數(shù),運用Laplace變換的方法精確求得了熱沖擊溫度場的解析解,并在此基礎(chǔ)上求解了準靜態(tài)的熱應(yīng)力場.另一方面,本文考慮了熱傳導(dǎo)方程中的耦合效應(yīng),聯(lián)立運動方程求解耦合熱應(yīng)力場.從求得的結(jié)果可以看出,熱沖擊產(chǎn)生的溫度場和應(yīng)力場在沖擊的瞬時并不是無限大的,而是一個有限值,沖擊時的能量對該值有較大影響;溫度場和熱應(yīng)力場將隨著厚壁圓筒的尺寸有規(guī)律的變化,并隨時間逐步衰減.本文探討了熱應(yīng)力隨時間的變化及熱應(yīng)力與半徑的關(guān)系,從而為研究反應(yīng)器減小