預(yù)應(yīng)力鋼絲厚壁圓筒纏繞過程的力學(xué)分析.pdf

1、預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞厚壁筒具有高承壓、高疲勞壽命、質(zhì)輕、耐腐蝕、安全性好等優(yōu)良性能是制造超高壓容器的最佳技術(shù)選擇，己廣泛應(yīng)用于航空航天、核工業(yè)的金屬成型、加工先進材料等領(lǐng)域。從目前已發(fā)表的文獻看，很多學(xué)者將鋼絲層視為整體或?qū)⒗p繞層簡化為當(dāng)量外壓，未考慮層間摩擦，很難反映預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞厚壁筒鋼絲層的應(yīng)力應(yīng)變情況。
　　本文采用數(shù)值模擬方法，利用有限元軟件ANSYS建立預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞厚壁筒逐層纏繞的仿真模型，考慮鋼絲層間分層，對預(yù)應(yīng)力繞絲筒

2、體纏繞過程中芯筒和各鋼絲層進行力學(xué)分析，得到了在鋼絲纏繞過程中，每一層（或若干層）鋼絲及芯筒應(yīng)力應(yīng)變等的變化規(guī)律。
　　以LDJ250/800-100纏繞筒為分析對象，對等剪應(yīng)力纏繞的鋼絲纏繞厚壁筒展開以下幾方面的研究:
　　(1)對纏繞筒的邊界、接觸條件和材料特性以及單元選擇加載方式進行了分析，建立了符合實際的預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞厚壁筒逐層纏繞的仿真模型，經(jīng)ASME規(guī)范驗證，模型正確。
　　(2)研究了纏繞筒在預(yù)緊壓力、工

3、作壓力及爆破壓力等條件下的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，結(jié)果表明:預(yù)緊狀態(tài)，芯筒處于壓應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力應(yīng)變分布均勻。鋼絲層由于層間摩擦的影響，層間應(yīng)力應(yīng)變分布不均，外層纏繞鋼絲對于內(nèi)層鋼絲的松弛作用更明顯;工作合成狀態(tài)，芯筒處于低應(yīng)力狀態(tài)。
　　(3)芯筒壁厚的增加，預(yù)緊系數(shù)的增大（增加鋼絲層數(shù)提高纏繞張力）都可以大大改善纏繞筒結(jié)構(gòu)受力性能，當(dāng)繞絲層數(shù)或芯筒厚度達(dá)到一定值后，其對應(yīng)芯筒的性能改善作用將不再明顯。層間摩擦對預(yù)緊效果起反作用，但有利