自紧厚壁圆筒静压强度模拟试验研究

介绍38CrNi3MoV钢制厚壁圆筒模拟管的试制过程,对6支厚壁圆筒模拟管进行液压自紧和静压强度模拟试验。结果表明:在壁厚比1.6和1.65、自紧压力720～780 MPa、材料强度Rr0.1≥1 280 MPa条件下,采用液压自紧工艺后6支厚壁圆筒模拟管实测静压强度达520～575 MPa,实测静压强度为理论静压强度的70%～76%。     

“二次”鲍辛格效应对开端液压自紧圆筒强度的影响

本文研究了“二次”鲍辛格效应对不经稳定化处理的精加工后的开端液压自紧圆筒强度的影响问题。 采用考虑材料应变硬化的最简单解法,计算精加工后自紧圆筒内膛一点在自紧加压过程中的相当应变,采用考虑材料鲍辛格效应的比较精确解法,计算该点在自紧卸压过程中的相当应变。根据塑性理论中“单一曲线假设”,利用拉伸-压缩试样,追溯精加工后自紧圆筒内膛一点处塑性变形的历史,进行对后继塑性变形过程模拟的实验。寻求出了“二次”鲍辛格效应影响下的精加工后的开端液压自紧圆筒的强度计算公式。文中分析论证了这种实验的合理性,并由实验验证了公式的准确性。 在上述研究的基础上,本文提出了失去“二次”鲍辛格效应对精加工后开端液压自紧圆筒强度影响的内膛半径的临界值概念。     

液压自紧炮身(半精加工)的应力与强度

本文研究的对象是开端液压自紧圆筒(Ni-Cr钢)。用考虑材料应变硬化的最简单解法计算加压过程中圆筒的应力分布及内压-外表面应变关系。将材料单向拉伸-压缩曲线中的鲍兴格效应线性化;以圆筒塑性区中的切向应变代替相当应变,求卸压过程应力变化及内压-外表面应变关系的解。进而可由加压与卸压两个过程应力分布的代数和求残余应力。由于上述近似计算,所以这种解是最简单的。文中用试验和理论分析验证了这种近似的合理性,并用自紧过程内压-外表面应变的实际测定和自紧圆筒残余应力的测定证明这种理论解有相当满意的准确性。在上述残余应力理论分析的基础上,本文初步探讨了液压自紧炮身强度设计和自紧工艺参数设计的有关问题。     

自紧载压低温处理厚壁圆筒的强度及疲劳寿命研究

将6支中小尺寸模拟管进行自紧载压低温处理,对3支精加工前后的小尺寸模拟管和3支精加工后的中尺寸模拟管分别进行弹性强度测试,将具有内表面预制裂纹的6支中小尺寸模拟管进行液压循环疲劳寿命试验。结果表明:当壁厚比为1.768、自紧度为0.8、模拟管材料屈服强度Rr0.1≥1 200 MPa时,精加工后模拟管实测强度为700~721 MPa(自紧压力为756~792 MPa);在循环压力600MPa下,6支模拟管都以穿透型形式泄漏破坏,最终疲劳寿命为2504~3499次。     

火炮身管液压自紧的一种智能测试系统

依据传统液压自紧工艺的设计内容,结合虚拟仪器技术及模块化技术在现代工程测试技术中的应用,对火炮身管液压自紧测试系统进行了软硬件测试设备的选型,分析了该测试系统的功能优势、测试准备与实操流程。不仅使整个测试系统变得简洁和易于操控,而且在获取及分析测试数据(即液压自紧工艺参数)时更精准和可信。     

强化材料液压自紧圆筒的残余应力和强度

本文按照广义平面应变问题,采用修正的Mises屈服准则及形变理论导出了具有应变硬化、包兴格(Bauschinger)效应的强化材料液压自紧圆筒的残余应力公式及其强度公式。经实验验证,这些公式不仅简单而且计算精度较高。     

液压自紧实时处理与控制技术''''''''

自紧(Autofrettage)亦称自增强。它是在厚壁圆筒内部施加超高压力使其发生塑性变形,卸压后在内膛产生一负的余残应力(预应力),从而可抵消一部分工作压力作用的影响,使得圆筒的弹性强度得以提高。该方法目前已普遍用于提高火炮身管、化工容器及石油机械泵头等超高压容器的强度与使用寿命。一些国外学者指出,当不考虑材料的鲍兴格效应(Bausohinger Effeot)影响并设卸载是弹性的,则所施加的内压力就等于塑性变形后身管的强度值(即理论强度)。然而大量的实践表明,由于材料的实际性态的影响,自紧身管的实际强度值小于理论强度值。因而,如何精确地测量这个实际强度,换言之,即如何控制塑性变形方可使得自紧身管的实际强度能够满足工程设计上许用强度的要求,就成了自紧研究的重要课题之一。本文给出了一个根据打压时外表面应变信息计算自紧身管实际强度的数学模型。并用微电脑建立了测定实际强度的实时处理与控制系统,实现了自紧操作的自动处理,明显地提高了测量精度。它对自紧工艺的自动化和测试定型将具有重要意义。     

自紧身管的弹塑性分析与强度设计

本文在〔1,2〕的基础上,通过对炮钢材料应力应变试验曲线的分析,建立了炮钢材料的弹塑性本构关系,利用NFAP程序的有关程序模块和文献〔1〕建立的材料模块编制了GANP液压自紧身管弹塑性分析专用程序,对模拟管与自紧身管进行弹塑性分析的结果表明,模拟管的计算值与实测值相当吻合,比较文献〔1〕更接近实测值,自紧身管比未经自紧处理过的身管强度提高58％～68％。     

火炮身管(厚壁圆筒)机械自紧理论探讨

结合实验具体分析了机械自紧机理，并建立了理论计算公式，通过与实验数据比较，误差很小。由于机械自紧有较大的轴向残余应力（约相当于６５％切向残余应力），正好抵抗了火药气体的冲刷和弹丸的摩擦，所以不单具有同液村自紧一样提高炮管强度的作用，同时有提高炮管寿命的作用。     

Mises屈服条件和理想弹塑性模型的自管自紧理论

建立了火包管向在Ｍｉｓｅｓ屈服条件和理想弹塑性模型下的液压自紧理论，并与目前工程上常用的修正Ｔｒｅｓｃａ屈服条件下的结果进行了比较。通过比较，推荐采用Ｍｉｓｅｓ屈服条件下的自紧理论。     

Mises屈服条件和理想弹塑性模型的身管自紧理论

建立了火炮身管在Ｍｉｓｅｓ 屈服条件和理想弹塑性模型下的液压自紧理论，并与目前工程上常用的修正Ｔｒｅｓｃａ 屈服条件下的结果进行了比较。通过比较，推荐采用Ｍｉｓｅｓ 屈服条件下的自紧理论     

自紧圆筒经稳定化热处理及机加工后的残余应力和强度

本文提出稳定化热处理时自紧圆筒壁内再次发生反向屈服是自紧处理时卸载反向屈服的继续,导出了自紧圆筒经稳定化热处理以及机加工后的残余应力计算公式和强度计算公式。经实验验证,这些公式的计算值与实测值吻合的较好。     

自紧－时效圆筒残余应力与强度的研究（Ⅱ）──精加工圆筒的残余应力与强度

文中基于理想弹－塑性模型，进一步对精加工自紧－时效圆筒的应力状态作了分析，导出了残余应力公式以及自紧－时效身管的强度公式。计算了模拟管残余应力和强度，并与Ｓａｃｈｓ镗削法测定的结果作了比较。结果表明，二者吻合较好，从而证实了上述残余应力公式与强度计算公式的可靠性。     

基于虚拟仪器技术的火炮身管自紧实时测试系统

通过论述基于虚拟仪器技术的火炮身管自紧技术测试系统的设计原理和实现方法,首次采用计算机测试系统进行自紧工艺参数测试来控制自紧质量,替代原有的测试系统,实现了火炮身管自紧过程的实时监控和测试。不仅大大提高了自紧过程中应力的测试精度和部分实现智能化,而且可实时存储和输出测试结果,从而对整个自紧加压过程实现动态测试和监控。     

炮管自紧加压时的弹塑性断裂力学分析

本文根据塑性力学增量理论,用非线性有限元法,计算了炮管弹塑性断裂力学参量J积分,通过实验测定的炮管用钢的J_R阻力曲线,按照弹塑性断裂力学J积分准则,分析了炮管在自紧加压时裂纹的启裂和失稳扩展规律,确定了炮管在自紧时初始裂纹尺寸和自紧度的关系。本文的研究对石油化工用高压圆筒容器和管道自增强时的安全分析也是适用的。     

火炮身管自紧技术的发展概况

火炮身管自紧是国外早在二次世界大战时期就曾采用过的工艺。它是在火炮身管进行最后精加工之前,对身管內膛施加超高液压,使在管壁中产生预先计算的残余应力。理论和实践证明,经过自紧处理,能夠确保弹丸发射时身管横截面的应力分布均勻一致,因而这种技     

特种压力容器液压自紧设计规范通过鉴定

<正> 特种压力容器液压自紧设计规范(以下简称“规范”)鉴定会于1986年9月11日至14日在北京举行,会议由兵器部二局、兵器部科技局主持,鉴定委员会由北京工业学院、北京大学、炮兵技术研究所、总参装甲兵、127厂、447厂、247厂、5127厂、华东     

鲍兴格效应对自紧身管残余应力影响规律的研究

根据炮钢材料的拉伸 -压缩特性 ,通过模拟实验 ,建立了以鲍兴格效应系数为函数计算自紧身管壁内任意一点残余应力的理论模型。与以往不同的是利用炮钢材料的拉伸 -压缩试样 ,通过拉伸 -压缩实验用最小二乘法拟合出鲍兴格效应系数与壁内最大拉伸变形量的关系。在计算自紧身管残余应力时 ,鲍兴格效应系数不再被视为常量而被视为变量 ,因此 ,这就克服了以往鲍兴格效应系数取平均值所带来的误差。本文采用修正的 Mises屈服准则以及形变理论 ,按广义平面应变问题 ,建立了强化材料的应力应变模型 ,导出了具有应变硬化 ,鲍兴格效应系数被视为变量的强化材料液压自紧圆筒的残余应力公式。实验也表明 :用鲍兴格系数为变量的理论模型进行炮钢材料自紧身管的残余应力计算更合理 ,更能反映自紧火炮身管的实际状态。     

液压伺服预紧的电磁发射轨道振动频率和幅值特性研究

为提高电磁轨道发射装置的稳定性,提出在电磁发射装置身管上施加预紧压力,利用液压伺服的液压自稳定性来平衡电磁冲击力引起的振动。在发射装置上3个不同位置安装具有抗电磁干扰的压电加速度传感器实时采集轨道的振动信号,应用虚拟仪器技术对比分析轨道振动频率和幅值变化。施加液压伺服预紧后大幅值振动时间明显缩短,并且在不同位置施加液压伺服预紧,发射装置呈现不同的振动特性。试验结果表明,施加液压伺服预紧能够有效缩短轨道的振动持续时间,提高电磁轨道发射装置的稳定性。     

挂弹车举升系统整体研究与运动仿真分析

为了提高挂弹车举升机构的效率和性能,对其液压系统进行整体研究。首先根据已有模型及1.5 t负载,通过力矩平衡方程,计算推力。再用ADAMS软件仿真计算举升过程推力情况,将2次的结果对比参考,为举升机构的液压系统设计提供可靠的数据支持。同时,还对固定举升臂的机架进行了受力分析,确定了机架和车底盘之间的固紧方式。通过对比2次计算的结果可知:举升臂在负载为1.5 t的情况下,接近最高位置时,液压缸的推力最大达到164.1 kN。