超高压试验装置的应力分布和密封结构设计.pdf

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1、设备管理超高压试验装置的应力分布和密封结构设计牛菲（沈阳航天新光集团有限公司，辽宁沈阳110801）摘要：本文简述了超高压试验装置的主要结构组成，分PB=(2/3)*δs*(2-δs/δb)*lnk析了超高压试验装置在生产中存在以下几个问题。针对现阶得lnk=0.3613段存在的相关问题提出了新的解决办法，即：采用自增强处理0.8583所以k=e=1.435和缩套装置相结合的方法。同时提供了超高压试验装置的设由于超高压装置内径（半径）为ri=15mmm计方法，并给出了相关计算，得出了该方案的可行性，解决了现则超高压装置

2、外径为r0=kri=2152.5有技术中难点问题。因此，超高压装置的内外径（直径）分别为：关键词：超高压容器；密封结构内径（直径）：Di=3000mm1超高压试验装置的特征分析外径（直径）：Do=4305mm(1)超高压试验装置方案针对其研究重点主要从两个方面下一步确定自增强条件和初始屈服压力以及最佳弹塑性进行制定。界面半径超高压试验装置的应力分布具有如下特点：首先装置所受由于超高压装置在工作过程中，高压液体的温度最高不超的周向应力为其承受的三个应力中最大的一个，而内壁应力又过200℃，因此高压钢材料的弹性模量变化不大

3、，可以近似认为是周向应力分布中最大的，此外应力沿装置壁厚分布很不均弹性模量保持不变。3Pi/2δs匀，随着内径的增大，不均匀程度变得更为严重。针对以上问最佳弹塑性界面半径为rc=rie=1770mm题，超高压试验装置的设计重点应该是改变其结构形式，从而A=2ln(rc/ri)=0.331A改变应力分布；而不是单纯的增加材料的厚度和强度。B=e=1.39(2)超高压试验装置的另一个重要组成部分是密封机构。所以，可得最佳自增强压力2密封的合理性直接决定试验装置能否正常运行。密封机构主PA=δs（1+A-B/k）=316MP

4、a要研究以下三点：①.大直径密封；②.提高使用安全可靠性的密因为Ps=248MPa；Pf=2δs*lnk/3=348MPa,k＜2.2,封机理；③.在震动、变载荷以及高压等极端条件下使用的密封P=PA=316MPaPs结构。目前，密封结构的主要研究方向是：根据设计参数，包括所以，该超高压装置自增强后不会出现反屈服现象，方案装置直径、压力、温度、材料匹配、制造和维修能力进行合理可行。选择。超高压分体式齿啮快速启动密封装置的机械结构机器相本文在装置结构设计方面进行了创新。本课题采用了预关的开启

5、与关闭的工作原理详见相关文献，本文不在赘述。应力法来改善装置的应力分布，提高圆筒的承载能力。通常采本文针对超高压试验装置在筒体应力不均匀的问题上进用缩套装置和自增强处理两类办法来使厚壁圆筒产生预应行分析，并列举实例做了自增强实例的计算分析，在密封结构力。本文采用自增强处理和缩套装置相结合的方法，通过确定上提出了新型密封结构并做了详细说明。本文通过列举实例径向几何尺寸，确定自增强条件和初始屈服压力以及最佳弹塑说明采用自增强处理和缩套装置相结合的方法在现实工作当性界面的半径，进而求出最佳自增强压力，同时分析了双层缩中的可行

6、性。套装置的应力计算条件，讨论最佳化设计条件，得到最大过盈参考文献：量的计算公式。[1]钟思胜，贾永刚，ZHANGWeixian,CAOJashen.海产品安舱门和密封机构：超高压试验装置舱门的选择需改善装置全性及对策讨论.海洋开发与管理，2005，（6）：9～13端部的应力分布，增加装置端部强度。由于超高压装置轴向载[2]JISB8284-1993《压力容器快速开关盖装置》荷很大、高压密封较复杂性，我们对受力模型分析并对关键参[3]张永，《超高压海产品加工容器快速启闭密封装置研究》,数进行确定采取用了新型的密封机构。

7、2006.05.012具体实施方式及实例计算[4]张于贤，《超高压容器中的自增强理论的研究及应用》，本文结合具体实施例，做了一下分析计算。2005.10.20例：已知条件为：工作内压pi=160MPa，材料3Cr13屈服极[5]马歆，《自保护快速启闭式超高压海产品加工容器关键5限δs=835MPa，强度极限δb=980MPa，弹性模量E=2.06×10技术研究》，2006.08.01MPa，超高压装置内径（半径）ri=23/2=11.5mm.[6]马丽娟，《超高压容器损伤自增强的应力分析》，估算径比k值，确定超高压装置

8、的尺寸2008.03.29取爆破安全系数nb=2.5[7]王战军《超高压反应器管疲劳性能分析及自增强》则爆破压力为PB=nbp12003.02.20由Faupel-Furbe公式1862017年11月