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异径管应力分析

异径管在受压管道系统中是常见的重要部件,但对异径管问题的研究基本还是空白。通过理论分析对内压以及面内弯矩、扭矩作用下同心异径管、偏心异径管、异径弯管的应力进行了研究,通过有限元数值分析和实验进行了验证。

主要工作有:

1、推导了内压作用下异径弯管的环向应力公式和经向应力公式。在相应的结构参数条件下,异径弯管的环向应力公式可以转化为同心异径管、偏心异径管、或等径弯管的环向应力公式。在此基础上推导了异径管的极限压力式。异径管的极限内压由其大端截面控制。

2、推导了异径管的极限弯矩公式,异径管的极限弯矩由其小端截面控制。同心异径管、偏心异径管极限弯矩均相当于与小端口截面尺寸相同的直管的极限弯矩。异径弯管极限弯矩由与小端面尺寸相同的同心异径管、偏心异径管的极限弯矩作为基础项,再乘以弯矩系数。根据异径弯管弯曲系数的大小分为四个区间,弯矩系数分别按相应区间的回归式计算。

3、推导了异径管的极限扭限公式,异径管的极限扭矩均由其小端截面控制,相当于与小端口截面尺寸相同的直管的极限扭矩公式作为基础项,再乘以系数。同心异径管极限扭矩相对要比偏心异径管的极限扭矩略大一点,异径弯管大端面截面承受扭矩时的极限扭矩相对要比小端面截面承受扭矩时的极限扭矩小。在异径弯管承受端面扭矩作用上,还提出了一端的扭矩无法完全传递到另一端的概念,扭矩在传递中会逐渐转化为弯矩。90°弯管一个端面的弯矩既可由另一个端面的扭矩转化而来。

4、提出了同心异径管、偏心异径管和异径弯管的有限元模型建模法.

总结出应力分布或变形的特征:

(1)内压作用下同心异径管大小端的面积压力差产生的弯矩引起大端相对张开、小端相对收缩的现象;

(2)内压作用下偏心异径管偏心侧大端内表面及偏心侧中部外表面的环向应力。

5上述理论成果经过了有限元数值分析和实验验证。实验还表明,内压作用下环壳的弯曲半径和管截面半径均增大,而管壁厚变化很小。

离心铸造注意事项

(8)在模样上涂料过程中添加防渗碳材料

在涂料配制过程中加入某些抗增碳的催化剂，如碱金属盐、石灰石粉等，浇注后使涂料层中能分解出足够量的CO、CO2气体进行吸碳，从而防止铸件渗碳；或在涂料中加入氧化剂，促使模样热分解后的C、H2气体转变为中性气体，从而减少模样热分解后形成的C与H向铸件内渗入，避免造成铸件增碳或氢脆现象。

冲压弯头的主要优势：

冲压弯头区别于碳钢弯头的主要原因是材质的不同，其所含的化学成分会保持弯头表面长时间不会生锈，不易被腐蚀。其基体为马氏体组织，有磁性，通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。

冲压弯头加工的生产，且操作方便，易于实现机械化与自动化，这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次，甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。冲压弯头一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。冲压弯头可加工出尺寸范围较大，形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁，覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 冲压弯头制作工艺的优点主要表现在以下几个方面：

1、冲压弯头适用于石油，，化工，水电，建筑和锅炉等行业的管路系。

2、不需管坯作原料，可节约制管设备及模具费用，且可得到任意大直径而壁厚相对较薄的碳钢弯头。

 3、由于上述二条原因，可以缩短制造周期，生产成本大大降低。因不需要任何设备，尤其适合于现场加工大型碳钢弯头。 

  4、坯料为平板或可展曲面，因而下料简单，精度容易保证，组装焊接方便。

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