确定厚壁圆筒初始屈服压力的一种实验方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2005年11月中国工程科学NOV．2005第7卷第11期EngineeringScienceVo1．7NO．11研．，究，报，告确定厚壁圆筒初始屈服压力的一种实验方法张于贤，一，廖振方，王红，裴江红(1．重庆大学机械工程学院，重庆400044；2．桂林电子工业学院管理系，广西桂林541004)[摘要]基于厚壁圆筒的弹性失效准则所确定的圆筒的初始屈服压力与材料的屈服极限的关系，设计了一种测定厚壁圆筒初始屈服压力的实验方法，并测得了一组实验数据。通过

2、对该实验数据的分析得到了圆筒的初始屈服压力。该实验值与理论值误差较小，表明了该实验方法具有较好的可靠性。[关键词]厚壁圆筒；失效；初始屈服压力[中图分类号]TB125；TB302[文献标识码]A[文章编号]1009—1742(2005)11—0072—04变化值，即直径的增大值，然后由手动卸荷阀4对1引言容器内的高压油卸压，重新调节溢流阀2至较大的在石油化工、天然气、高压液压系统等领域，调定压力，按上述同样的方法即可测出在新的调定厚壁圆筒形高压容器被普遍采用。由于厚壁圆筒形压力下容器直径的增大值

3、。高压容器简体在工作时应力应变分布比较复杂，难于确定一个能各方面兼顾的设计准则，由此产生了基于不同侧重点的设计准则。但是，不管采用何种设计准则，都常常要考虑到初始屈服的问题，如何确定初始屈服压力在实际中就显得十分必要l11。笔者介绍在江西浙臣水射流研究所期间设计的一种新的测定厚壁圆筒初始屈服压力的实验方法。2实验原理2004年6月至9月，笔者在江西浙臣水射流研究所进行高压自增强厚壁圆筒容器方面的研究，l一油泵；2一溢流阀；3一单向阀其间设计了一种测定材料屈服极限的实验方法，该4一卸荷阀；5一高压

4、容器；6一百分表方法的原理如图1所示。图1实验原理图油泵1产生的压力油进入高压厚壁圆筒容器Fig．1Experimentalprinciple5，压力油的压力可由溢流阀2调定。4为手动卸荷阀，其卸荷压力不能低于溢流阀2的调定压力。根据高压容器在一定工作压力下的应力应变分当溢流阀2的调定压力一定后，通过固定在容布规律，当工作压力较小时，整个容器从内壁到外器外表面的百分表6可测出在该压力下容器直径的表面都处于弹性状态，百分表6所测出的容器直径[收稿日期】200501—20；修回日期200503—24

5、[基金项目】国家自然科学基金资助项目(59874033)[作者简介】张于贤(1968)，男，重庆长寿县人，桂林电子工业学院副教授，重庆大学博士生维普资讯http://www.cqvip.com第11期张于贤等：确定厚壁圆筒初始屈服压力的一种实验方法73的增大值即是容器所发生的弹性变形；当压力卸去器直径的总变形)。然后缓慢卸压，完全卸压后等后，此变形随之消失。当工作压力较大时，容器从待10min，再记录下百分表的读数(此读数反映内壁到外表面分成塑性层和弹性层两部分，百分表了容器直径的塑性变形)。然

6、后将溢流阀2的调定6所测出的容器直径的增大值包含了弹性变形和塑压力按一定步长增大(为了保证在实验过程中既能性变形两部分。当压力卸去后，弹性变形随之消节省时间又能使结果具有较高的可靠性，在低压时失，而塑性变形得以保留[2-4]。根据这个规律，的步长为10MPa，高压时的步长为5MPa)，在各只要测出恰好产生塑性变形时的工作压力P，，该个不同的调定压力下重复上述步骤，注意记录在保压力就是初始屈服压力。压和卸压时容器直径的增大值。需要注意的是，卸压后至少要等待10min，以尽量消除前次的实验3实验过程

7、值对后面实验值的影响。3．1实验条件3．3实验数据该实验所用的试件是一个高压缸，材料为根据前述实验过程和要求，实验数据记录如表2Cr13，外径D=80mm，内径d=23mm。加压1所示。设备为数控万能水切割机。试件的安装方法及实验表1容器在不同压力下保压及卸压时现场如图2和图3所示。直径的增大值Table1Theincrementa1va11Aeofvessel’Sdiameterindifferentpressureunderkeepingandunloading图2试件的安装方式Fig．2T

8、hefixingwayofthetestingpart图3实验现场3．4实验数据整理Fig．3Thelaboratoriallocale表1中，在低压下容器只产生弹性变形，卸压后该变形理应消失，但百分表所显示的读数并非完3．2实验过程全如此，这主要是由两方面的原因所造成的：首先将溢流阀调节到较低的调定压力160a．开始实验时，百分表的指针头与容器外表面接MPa，油泵加压至此压力待稳定后保压10min，在触不够紧密；b．初次加压时，随着容器直径的增保压过程中记录下百分表的读数(此读数反映了容大，由