不銹鋼彎管基于靜強度的最佳超應變分析
應用第三強度理論可以得到在工作內壓作用下不銹鋼彎管內側 C、D兩點的相當應力(ag)c和(σg)D.采用自增強處理后,在不銹鋼彎管內側(CD線上)由于C點的殘余應力為壓應力,而D點的殘余應力為拉應力,殘余應力與工作應力的疊加會改變相當應力,所以,C點和D點均有可能成為危險部位,最佳的超應變應該是使C點和D點有相等的靜強度,即:
式中:(σa)c和(od)p分別為自增強處理后在工作壓力下C、D兩點的相當應力,(o/B).和(oB).分別為彎管內側C、D兩點的周向殘余應力(見表3-2)。
在工作載荷為 300 MPa的作用下,根據彈性計算的結果,由第三強度理論可得C、D兩點的相當應力分別為(σ)c=707 MPa,(σ8).=160.1MPa,帶入(3-3)式可以得到在各種自增強載荷處理后,工作壓力為300 MPa時的相當應力。計算結果見表3-5。
從表3-5和圖3-7通過計算得到工作載荷為300 MPa時的最佳自增強載荷為620 MPa。
上面的分析中取超應變處理所形成的實際殘余應力,沒有考慮殘余應力的松弛,而實際上殘余應力的松弛是客觀存在的,所以在實際工程中進行自增強處理時要考慮殘余應力的松弛,而殘余應力的松弛規律的研究成果是很有限的,在工程中最常用的通常是假定殘余應力按照一定的比例松弛最終達到穩定,這里假定殘余應力的穩定值為50%.按照上面的計算方法計算殘余應力有松弛的情況的不銹鋼彎管最佳超應變壓力,計算結果見表3-6。
經計算得到不銹鋼彎管最佳超應變壓力為770 MPa.從上面的分析可以看出確定最佳超應變壓力時,考慮殘余應力的松弛比未考慮時要高。這主要是由于殘余應力的松弛使得有效的殘余應力降低,從而使得危險點的等效應力降低幅度減小。
本文標簽:不銹鋼彎管
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