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1、第期第卷浙江大学学报,,吕年月比山超高压容器及管道的极限强度黄载生提要、,本文根据材料扭转试验数据大形变理论和硬化效应提出了大厚度压力容器极限强度的、。、,,,。、二,,二、,、,,,,、,,一一一。一。二旦一一一,一,计一’算方法‘对’‘直径比’共’直至的”‘容“器“’‘其’理论’计’算与‘实、际’试,验结果十‘分符合’偏差一一一‘引左目网一一一一一峨一一一一一,,。小于是超高压容器和管道极限强度计算的一个比较精确的理论公式且计算也不复杂、一一序目。高压容器在结构形式上有单层与多层之分多层式容器在理论上可制造承受无限压力,,、、的容器但除大中型容器外的许多小型的超高压设备如超高压容器超高
2、压泵体管道及其,。,附件等采用多层式结构是有一定困难的单层式容器如有足够的厚度能承受接近或超。,过材料强度极限的内压力此外多层式容器的极限强度也是与单层式相同的为了掌握更,,高压力技术对厚度大的超高压容器包括超高压管道强度原理的研究是十分必要的。而单层厚壁容器极限强度研究是研究多层式容器强度的基础目前有的国家开始采用爆破,,〔‘,失效准则来设计高压容器这一观点愈来愈受到大家的重视鳍也发。表这方面的文章,,在计算容器极限压力时对于壁厚不大如的容器容器在破裂前局部形,,变已达到极限状态其内外壁的应力和应变比较接近因此容器极限压力的计算不论用弹,,,以二性公式还是塑性公式计算值与实际试验均相差不
3、大从表可以看出的容,。,器为例得到理论计算值与试验值十分接近对于值大的容器特别是超高压泵的管,,,,道值一般等于甚至更大对于这样的厚壁管在承受极限压力时其内外壁的应力,。和应变相差很多则就不能再应用十分简单的公式来获得较精确的计算结果因此其极限,,产压力的计算必须考虑材料的塑性强化阶段对容器爆破压力的影响还必须根据具体材料。。的应变试验曲线其计算值的精确度自然也取决于能否和材料试验曲线符合有密切关系,从廿世纪五十年代以来国外许多专家教授对高压容器强度问题的研究做了不少工一,,,召」,作但实用而精确的计算方法不多如动扩计算法虽较精确因计,,,二算工作量大在实际工程设计中应用不便在爆破试验数据
4、方面也不少主要有二,、君‘,,〔“,,材产和③等做了爆破试验而能用来证实理论和计算公式的有效本文于年月收稿浙仁大学学报,,试验结果尚不大多特别是多数的试验研究对研究材料的性能没有给出完整的数据和曲,,。线因而在有些情况下就不可能应用实验结果来验证理论的正确与否,,鉴此情况我们对不同值的厚壁容器进行了爆破试验并作出了相应材料的试验数,,据和曲线求得了厚壁容器极限压力的理论计算式特别适用于值大的超高压容器及其,,。管道其计算值与爆破试验数据十分接近且计算亦较方便二、试验方法与结果,厚壁模拟容器试验是在高压柱塞油泵和液压倍加器上进行的试验用的压力表对比于,。,级精度压力表作了校正压力读数较为可靠
5、试验的模拟容器如图为了免除,,容器端部对爆破压力的影响采用简身长度等于容器外径的五倍这样的长度理论上是足,仁‘,。。够的并有试验证明表列出部分容器的爆破压力试验数据不厉莽冬目已一—饭莽毛’全。井汉拜卜图试验容器示一意图表钢试验数据扭转试材料物理性能极限压力。材料验求得。试验值里的曲线公斤匣米公斤厘米延伸率公斤厘米钢图曲线。纷钢图曲线。超高压容器及管道的机限强度材料应力一应变曲线,材料应力应变曲线分别从扭转试验和拉伸试验求得每种材料均作三个试件的扭转与,,拉伸这些试验作出的应力应变曲线一般都较接近采用三根试验曲线的平均值作为该种。材料的试验性能,,扭转试件采用薄壁管状和实心的两种薄壁管状试样
6、在塑性扭转中比较理想可假定,,在管壁的全部厚度内剪应力为常数但薄壁管状试样在作扭转试验中因失稳而未能取得,。,在大应变时的全部数据因此采用了实心园形截面的扭转试样的数据已有资料证明实。心试样和薄壁管状试样所得的应力应变曲线是完全一致的,,。,。,实心试样的扭转试验用扭角仪测试件相对平面的扭转角功扭矩试件标长直。。到试件扭断为止试件扭转示意图如图所示、“对口单拉及度“物雌漪酗。一图实心试样扭转示意图图曲线。和口白,根据扭矩万单位长度扭转角可作一曲线而试件的剪应力剪应变曲线可按口’‘,,法求得其方程式如下。上万十。,塑擎一一艺兀召口,、,。因此从扭转试验测得一口曲线就能导出丫曲线,图的万一曲线
7、上某一点其斜率为洲夕、,而,夕则二夕口夕,。所以对应于任一扭转角在试样外表的剪应力为一一布森〕。式中为扭转试样半径了口价书头口了主七—,‘口,。和。,因此对于汀一曲线上任一个角可得到一个这样就导出扭转试样的剪。应力剪应变曲线如图所示沂江大宇掌很口曰舀口目,一一一沌口户,ù伙一奋镖其户户尸尸尸户一一一乙子一悦口口口,尹声洲尹产尸产尸沪一一艺尸一户洲户尸芬产不夕厂乞一夕汾」泌甲声一图护钢的剪应力应变曲线三、理论分析采用下列符
