自增強(qiáng)復(fù)合多層套裝高壓缸的研制.pdf

1、本文基于對國內(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)計與制造方法。
　　 通過對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)有一個明顯缺點(diǎn)，當(dāng)缸體的內(nèi)外徑比超過一定的值(i＞5)時，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，簡單地采取增加壁厚或選用價格昂貴的高性能材料是無法從根本上解決提高高壓缸的承載能力，同時也是不經(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，本文通過具體的解決思路為：承載前，對其施加預(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)力計算的理論，結(jié)合高壓缸體工作特點(diǎn)，對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并使用有限元分析軟件ANSYS對其進(jìn)行可行性論證，提出對高壓缸厚壁圓筒結(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)。并對復(fù)合缸體進(jìn)行建模和模擬，提出設(shè)計中影響高壓缸使用性能的主要參數(shù)是工作壓力、層厚、