摘要根据弹塑性力学的基本理论，应用材料的不可压缩假设，本文研究了线性强化材料厚壁圆筒的弹塑性加载和卸载过程，推导出了将包辛格效应系数视为变量时自紧身管内残余应力的分布情况。并编制相应的C++程序，比较了将包辛格效应系数视为常量和变量、理想弹塑性和线性强化弹塑性模型、不同自紧度、取不同包辛格效应系数等情况下自紧管道内残余应力的分布。研究表明，将包辛格效应系数视为变量，可以提高精确度，但在精度要求不高时，可将之视为常量或采用理想弹塑性模型。 67465

毕业论文关键词  自紧管道  包辛格效应  残余应力

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title  Analysis of residual stress of Autofrettaged Cylinders with Consideration of Material Hardening and the Bauschinger Effect

Abstract

Based on the basic theory of elastic-plastic mechanics and the incompressible hypothesis of material,the elastic-plastic loading and unloading of autofrettaged cylinders are studied.The formulas of residual stress of autofrettaged cylinders when regard the Bauschinger factor as varible and unvarible  are both derived. According to the formulas,a program is designed to analyze the distribution of residual stress under different Bauschinger factors and different elastic-plastic models.The analysis examples show that the computing result is more accurate when regard the Bauschinger factor as varible. But when the result needen’t to be too accurate,we can also regard the Bauschinger factor as unvarible or choose the ideal elastic-plastic model.

Keywords   Autofrettaged cylinders   Bauschinger effect  Residual stress   

目 次

1  绪论 1

1.1 工程背景 1

1．2 本文要解决的问题及意义 5

1．3 本文解决问题的方法 6

2 基本理论 6

2.1 弹性力学问题的求解方法 6

2．2 塑性力学的解题方法 10

2．2  特雷斯卡屈服条件和米泽斯屈服条件 13

3理论推导 16

3．1  基本理论 16

3．2 圆筒内残余应力分布推导过程 18

3．3 理想弹塑性模型圆筒内残余应力分布 22

4 算例分析与研究 23

4.1 在取如上参数时，求自紧管道在卸载时不出现反向屈服的最大自紧度。 24

4.2 理想弹塑性模型和线形强化弹塑性模型的应力分布图的比较 25

4.3在不同包辛格系数下，线形强化弹塑性模型的残余应力分布图 26

4.4在不同自紧度情况下，残余应力分布比较 26

4.5包辛格效应考虑为常数和变量下残余应力分布比较 27

致  谢 30

参 考 文 献 31

附录 33

1  绪论

1.1 工程背景

压力容器和管道自紧是通过一定的工艺手段在产品加工过程中对其内壁预先施加一定的载荷，使容器内壁达到一定的塑性变形，然后压力被移除，残余的压缩应力便在管道的内壁产生。这个残余应力能部分地抵消压力容器在工作是所承受的应力，并延迟内壁表面疲劳裂纹的扩展，从而提高压力容器和管道的弹性强度和疲劳寿命。目前自紧技术已经广泛使用于火炮身管、管道运输等行业中。