早在1850年人们就用内膛淬火的热处理方法产生有益的残余应力 ，同时提高内膛材料的屈服极限以增加炮管的弹性承载能力。热套和绕线技术也最早在炮管的制造中使用。由于热处理，热套和绕线方法难以满足高压、超高压化工容器和高膛压火炮设计的需要，厚壁圆管单筒的强度和材料性能的研究又成为当时的主要研究内容。

关于单筒的受力特性的研究已有很长的历史了。著名的G.Lame公式给出了受内外压力作用下弹性圆管的应力分析结果，现在已经成为圆管应力分析和自紧技术中十分重要的理论基础。1872年de Saint-Venant应用H.Tresca屈服准则计算了受内压作用下圆管的全塑性应力，提出了厚壁圆管的自紧原理。二十世纪初，L.B.Turner提出利用超高压泵所产生的高压液体对厚壁圆管施以高压的资金方法，即用液压资金技术代替内膛淬火和丝紧技术，是内膛产生压缩残余应力，并得到了加载压力与弹塑性区域分界半径之间关系的正确公示。1906年法国首先将液压资金技术应用到火炮身管上。其后，英国和加拿大也将该技术运用于海炮身管的制造中，并参加了第二次世界大战。在厚壁圆管的极限强度研究中，对于材料进入塑性后所使用的基本假设、物理关系、边界条件和端部条件等基本理论的讨论为自紧技术的进一步发展提供了参考资料。在四十年代中期，虽然绕线和热套技术仍在继续使用，但是自紧技术已较广泛地应用于压力容器和各种火炮身管的设计中，以A.Nadai,B.B.Cokoaobckuuu,等人为代表的厚壁圆管的残余应力和强度的研究，形成了资金技术的理论基础。

自从A.Nadai用平面应变和体积不可压缩假设给出了由Hencky应力应变关系和Von Mises条件得到的封闭解之后，其他人也用Hendky应力应变关系得到了可压缩材料的完全解，并推广到应变硬化的情况，B.BCokoaobckuu将这些结果进行了比较。1947年R.Hill等人首先用Prandtl-Reuss关系和Tresca屈服条件求解了受内压作用下厚壁圆管的弹塑性解，假设材料是可压缩的并满足平面应变条件；C.W.Macgregor等人则用Von Mises屈服条件求得了开端条件下的数值解。1950年P.G.Hodge Jr.和

C.N.Whiter Jr.用近似的Von Mises条件又研究了平面应变条件下的解，并将用Prandtl关系所得到的结果与用Hencky应力应变关系下的结果进行了比较，他们发现由不同应力应变关系下所得到的结果差别很小，其原因是受内压作用下厚壁圆管的加载情况非常接近于比例加载，用近似的Von Mises条件所带来的误差小于2%。J.L.M.Morrison用Nadai压力膨胀关系、近似的Von Mises准则，由剪切应力应变关系给出了一个有用的估算公式。1950年R.Hill又用增量理论和Tresca条件得到了闭端情况下的数值解，并较为全面地总结了前述各种理论下所得到的重要结论。在材料体积可压缩性方面从M.C.Steele的研究结果可知，压缩性对径向和环向的应力和变形影响不大，只对轴向应力和应变的连续性有较大的影响。并且，即使是在弹性区内也认为体积不变，对人们所关心的环向和径向应力的影响也不大，与D.N.DeG.Allen在弹性区内考虑体积变化的结果非常一致。但M.C.Steele的解十分简洁，给分析和工程设计带来较大的方便，实验证明了M.C.Steele解的正确性。在M.C.Steele的论文中，曾对各种本构关系、屈服条件、压缩性假设、端部条件所得到的不同类型的解列表进行了比较。1951年W.Prager和P.G.Hodge Jr在他们的著作中给出了不可压缩圆管考虑反向屈服问题的理想弹塑性解析解。我们知道当采用Von Mises屈服条件时，往往只能得到数值解，而由Tresca屈服条件常常可以给出解析解。在厚壁圆管的研究中通常假设轴向应力为中间主应力。1953年D.G.B.Thomas在讨论开端条件下的厚壁圆管时指出：当塑性区接近于外表面时这一假设就不适用了，他只考虑轴向应力为中间应力的情况。此时，全量理论和增量理论之间的差别，在径向膨胀只差2%，轴向应力和应变则相差达20%。之后W.Koiter分析了R.Hill在求解轴向应力时的困难，提出了用与Tresca屈服条件相关联的塑性流动法则和增量理论求解厚壁圆管的理想弹塑性问题。假设轴向应力为中间应力，在很大范围内是正确的。这样，轴向应变总是弹性的；由体积变化是弹性的条件可得到径向位移的一般表达式，这与用Von Mises条件和Reuss方程所得到的解很一致。这给求解考虑应变硬化，如各向同性硬化的R.D.Bland的解、线性运动硬化的P.C.T.Chen的解和混合硬化的解析解提供了可能。在他们的解中仔细考虑反向屈服时的应力应变和位移变化规律。在五十年代中期，J.H.Faupel对厚壁圆管的爆破压力实验、自紧残余应力、热套技术、稳定化的应变时效等问题都有重要的研究成果。作为膛削发的补充，H.Buhler的逐次去外层法为自紧圆管的残余应力测量和考虑机加工对自紧残余应力的影响提供了有用的实验方法。1959年T.E.Davidson等人公布了美国在高强炮管的自紧理论和试验验证，较为完整和系统的研究报告，至今对资金技术的发展仍然骑着十分重要的作用。他们在较大的壁厚比范围内进行了弹性极限和全塑性压力实验，得到了开端情况下的应力应变简化方程；在闭端实验中证明了轴向塑性应变为零的合理假设。为了描述高强钢实际材料的加卸载特性和Bauschinger效应。R.V.Milligan等人测定了实际材料的Bauschinger效应之后，逐渐认识到材料的Bauschinger效应会使圆管内膛附近出现反向屈服区域的可能性增加，反向屈服的出现将使压力膨胀曲线上的卸载直线发生弯曲。温度对自紧圆管的残余应力的释放也是必须考虑的因素之一。分居液压自紧时圆管外面有无限制模具相继发展了开式液压自紧和闭式液压自紧；由圆管两端密封装置对圆管提供轴力的大小，常分为开端和闭端自紧。无论是开式、闭式自紧，还是开端、闭端自紧，关键问题是需要超高压设备和解决超高压密封问题。要想进一步提高圆管的允许膛压就需要更高压的设备和更可靠的密封装置，就需要更高强度的材料。但是这些改进总是受工艺条件所限制的。因此，六十年代以来出现了新兴的资金技术——机械自紧技术。最早于1959年开始了这项技术的实验工作，并于1962年将实验结果 公布于美国的《实验力学》（Journal of Experimental Mechanics）杂志上。1963年再次杂志上又给出了实验与理论的比较曲线和分析公式。所谓机械自紧（也叫挤扩自紧）是利用机械或液压作动力，使具有一定过盈量的冲头强迫通过厚壁圆管，时期产生塑性变形达到自紧的目的。由过盈冲头通过圆管的不同方式又可分为机械推进式、机械拉拔式和液压顶推式三种自紧方法。实际上，很早苏联已将这种机械拉拔膛线的方法用于枪管的制造中，经实验证明对疲劳寿命有明显提高，但没有考虑过此方法对贪心强度的提高，机械自紧技术不需要高压密封设备和复杂的外部模具。当冲头通过内膛后可以新城冷作硬化层，提高表面光洁度和硬度，增加耐磨度，降低裂纹扩展速率，提高疲劳寿命。该方法操作简便、安全可靠、生产效率高、并可同时挤出膛线。由于机械自紧技术具有许多特点和优点，所以一直受自紧工程界的重视。但是机械自紧理论目前尚不够成熟。在美国的枪管设计手册中仍然借用液压自紧的计算公式，而选用不同的安全系数一满足工程需要。 考虑材料强化和包辛格效应的自紧管道的残余引力的分析(2):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_75670.html