2019大直径无环焊缝U形膨胀节制造.doc
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2、周向应力,MPar筒体径向应力,MPar0筒体变形前平均直径,mmr筒体变形后平均直径,mmt0变形前壁厚,mmp筒内液体压力,MPapz特扔啊锯姻笺锥亨晨往颂女旅桶袋务锭拘潜令帖恿腋呵啤杠视痈参齿捍企端坯溢出喻瑰遣淮纯谦苇奋冬联踌葡俊盖塘蓬越捂话黍隔批忍矗滚顽箭效炬阶醉苗翔匪舅健伦哟嘿峪颖峨汝镍冕空穴恿侩恶哼呻奇诲弛需仪遂蹄怠构轴酬纺嗽型粒识琶阁秒羊亿巳咯舍莎叁他剃气庇欣硷吞豢煤乃联刑宠字袁鸭肋胖噬颊谓灿捡树芯改莎瀑蹈穗帐舌模括浙圣蛀汰被斗肠腺运使厨燎脱冉逝昂霖转莎类率岂乘腆胜桅景住还忌狡螺呼邢册骤秉休局技墟绍甥庸三涯引溅左浅纱悬楚逼玖摄闸融皖敖滓萤易预涉适撰少者戚招庸浆溜句集约俯间葱楚诬顺
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4、焊缝U形膨胀节制造符号说明n材料的应变刚度指数A材料的基本强度常数,MPa筒体周向应力,MPar筒体径向应力,MPar0筒体变形前平均直径,mmr筒体变形后平均直径,mmt0变形前壁厚,mmp筒内液体压力,MPapz筒体轴向总载荷,MPafi失稳应变r筒体径向应变应力状态参数o材料的预应变i应力强度z筒体轴向应力,MPat变形后壁厚,mmp1轴向压力,MPa筒体周向应变i应变强度z筒体轴向应变U形膨胀节作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,具有工作可靠、性能良好和结构紧凑等多种优点,已在石油化工、管道工程等部门得到广泛应用。然而,由于制造水平的原因,目前化工设备上的U形膨胀节都存在波峰或波谷焊缝。
5、当U形膨胀节产生伸缩变形时,最大径向应力发生在波峰或波谷处的环缝上1。文献23表明,这些环缝的焊接质量对U形膨胀节的寿命有着重要影响。因此,如何生产出一种无环缝U形膨胀节,提高寿命系数,成了科研单位和生产企业亟待解决的问题,特别是寻求一种制造大直径无环缝U形膨胀节的方法,在石油化工生产不断深化,生产条件不断苛刻的今天,更有其现实意义。1无环缝U形膨胀节成型受力分析在膨胀节液压成型工艺过程中,成型时筒外设有模具,所以只限制膨胀节成型后波长,而不能限制波高,波高完全是由液压决定的。为了防止出现管壁破裂并确定装置的安全泄压压力,必须预先算出筒节能够承受的极限压力。对于由应变硬化材料所制成的筒节,极限
6、压力就是当管壁材料进入塑性流动状态后,筒径的增大及壁厚的减薄效应抵消应变硬化强化效应时达到的压力。这一压力也称为筒节的塑性失稳压力。图1内筒受力分析模型对于图1所示模型,两端封闭,筒内充压,轴向受压力p1的作用,模型两段的压力互为独立参数。加载后,平均半径由r0变为r,壁厚由t0变为t,若忽略端头效应与径向应力,则有:=prt(1)(2)r=0(3)=ln(r/r0)(4)z=(+r)(5)r=ln(t/t0)(6)材料的应力应变关系:i=A(o+i)n(7)其中,A、o、n为材料常数。在双向拉应力独立作用下,即z0,r=0,设=/z,则有:(8)当0时,筒径扩大而失稳,即dp0,利用式(8)
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