自增強(qiáng)復(fù)合多層套裝高壓缸的研制.pdf

1、本文基于對(duì)國(guó)內(nèi)外水切割機(jī)高壓缸的結(jié)構(gòu)、制造工藝及設(shè)備特點(diǎn)的分析與研究，總結(jié)了單層和自增強(qiáng)多層復(fù)合高壓缸的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了影響其性能和質(zhì)量的因素，提出了自增強(qiáng)多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的高壓缸的設(shè)計(jì)原理，得出了在不同工作條件下具有最佳使用性能的多層復(fù)合高壓缸的縮套層數(shù)、層厚、材料以及裝配的設(shè)計(jì)與制造方法。
　　 通過(guò)對(duì)水刀高壓缸的厚壁圓筒的理論分析，獲知單層高壓缸體結(jié)構(gòu)有一個(gè)明顯缺點(diǎn)，當(dāng)缸體的內(nèi)外徑比超過(guò)一定的值(i＞5)時(shí)，工作應(yīng)力隨著壁厚的增

2、加分布越不均勻，使用結(jié)果表明造成內(nèi)層材料破壞，而外層還達(dá)不到充分利用。因此，如果為了滿足承受超高壓的要求，簡(jiǎn)單地采取增加壁厚或選用價(jià)格昂貴的高性能材料是無(wú)法從根本上解決提高高壓缸的承載能力，同時(shí)也是不經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的。
　　 利用現(xiàn)代功能強(qiáng)大的有限元分析軟件對(duì)高壓缸體進(jìn)行工作應(yīng)力分析后，可知單層缸體內(nèi)壁是其強(qiáng)度最薄弱之處，為了改善高承壓性能，找到有效的方法，本文通過(guò)具體的解決思路為：承載前，對(duì)其施加預(yù)緊載荷，使其內(nèi)壁產(chǎn)生一定預(yù)應(yīng)力，

3、使其與工作載荷引起的應(yīng)力相反，以達(dá)到抵消大部分或全部工作應(yīng)力，從而提高缸體的承載能力。這樣就使得缸體的承載能力和疲勞強(qiáng)度得到改善，獲得良好性能。
　　 依據(jù)當(dāng)前主流的應(yīng)力計(jì)算的理論，結(jié)合高壓缸體工作特點(diǎn)，對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并使用有限元分析軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行可行性論證，提出對(duì)高壓缸厚壁圓筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法，由單層改為三層或多層復(fù)合預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。并對(duì)復(fù)合缸體進(jìn)行建模和模擬，提出設(shè)計(jì)中影響高壓缸使用性能的主要參數(shù)是工作壓力、層厚、