本文關鍵詞：自增強技術提高大尺度孔疲勞性能機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近20年來，高壓水射流技術迅速崛起并得到廣泛應用。該技術的特點是壓力高且波動大，其動力系統(tǒng)中的許多高壓零部件容易發(fā)生疲勞破壞。自增強處理技術作為提高超高壓容器抗疲勞強度的一項有效措施，已被廣泛應用于工業(yè)生產各個領域。自增強處理的實質是在工件投入正式使用前對其施加內壓，使之產生不能恢復的塑性變形，卸載后可在容器內壁形成有利的殘余應力分布，，使零部件的疲勞強度得以大幅度提高。 本文選取典型的大尺度孔零部件——高壓缸體作為研究對象，先從理論角度分析了自增強處理技術提高缸體疲勞性能的理論基礎，即經自增強處理后，受殘余應力的影響，缸體內壁的當量平均應力大大減小，從而大大提高缸體的疲勞性能。在此基礎上，本文用有限元軟件對液體自增強處理過程進行了數(shù)值模擬，分析了PH15-5材料的熱處理條件、自增強處理壓力、缸體壁厚對自增強處理后缸體殘余應力、塑性變形等參數(shù)的影響。從研究結果可知，經自增強處理后，缸體內壁會產生大量的殘余壓縮應力，該壓縮應力有效抵消了部分由工作壓力導致的應力，從而降低了缸體內壁的應力水平；研究結果進一步表明，缸體壁厚有一優(yōu)化區(qū)域值的存在，該區(qū)域值與普遍使用的高壓缸體壁厚相吻合。在此基礎上，本文還建立了一個疲勞實驗研究平臺，并初步測試了幾組經自增強處理和未經處理缸體的疲勞壽命。測試結果進一步驗證了未經自增強處理的缸體首先出現(xiàn)疲勞失效，其疲勞裂紋發(fā)生在周向方向。該結果與分析結果完全吻合。
【關鍵詞】：自增強 有限元 殘余應力 疲勞強度
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH49
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 超高壓領域概述7-10
• 1.1.1 超高壓領域概述7
• 1.1.2 高壓水射流技術概述7
• 1.1.3 超高壓水射流切割設備工作原理7-10
• 1.2 自增強技術及其應用10-12
• 1.2.1 自增強技術概述10-11
• 1.2.2 常見自增強處理方法11-12
• 1.2.3 自增強處理的作用12
• 1.3 超高壓容器的疲勞破壞概述12-13
• 1.3.1 疲勞破壞概述12-13
• 1.3.2 疲勞破壞危害13
• 1.4 課題研究背景及內容13-14
• 1.4.1 研究背景13-14
• 1.4.2 研究內容14
• 1.5 本章小結14-15
• 2 自增強提高大尺度孔疲勞性能理論分析15-19
• 2.1 疲勞強度理論概述15-16
• 2.1.1 最大剪應力理論15
• 2.1.2 最大應變能理論15-16
• 2.1.3 屈服條件16
• 2.2 高壓缸體的應力及強度計算16-17
• 2.2.1 厚壁容器的彈塑性分析16-17
• 2.3 理論計算自增強提高抗疲勞強度17-18
• 2.3.1 最佳自增強壓力的確定17
• 2.3.2 理論計算自增強處理后疲勞壽命17-18
• 2.4 本章小結18-19
• 3 高壓缸體自增強處理過程的數(shù)值模擬19-44
• 3.1 有限元數(shù)值模擬分析概述19-20
• 3.1.1 ABAQUS 介紹19
• 3.1.2 有限元在疲勞分析中的發(fā)展19-20
• 3.2 數(shù)值模擬分析過程20-25
• 3.2.1 PH15-5 不銹鋼材料概述20
• 3.2.2 PH15-5 熱處理條件20-22
• 3.2.3 數(shù)值分析前處理22-25
• 3.3 后處理分析25-41
• 3.3.1 缸體卸載自增強壓力后應力分布情況25-33
• 3.3.2 缸體卸載自增強壓力后塑性應變 PEEQ 分布情況33-36
• 3.3.3 缸體卸載自增強壓力后變形情況36-38
• 3.3.4 自增強改善缸體應力情況分析38-41
• 3.4 缸體壁厚對塑性應變層的影響41-43
• 3.5 本章小結43-44
• 4 疲勞破壞的實驗研究44-48
• 4.1 實驗研究疲勞破壞44-47
• 4.2 本章小結47-48
• 5 結論和展望48-50
• 5.1 結論48
• 5.2 前景展望48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-55
• 附錄55
• A.作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文55
• B.作者在攻讀碩士學位期間的科研情況55

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：自增強技術提高大尺度孔疲勞性能機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：384285