双层缩套厚壁筒自增强残余应力分析

袁格侠 刘宏昭 赵迎祥 魏宏波

1.宝鸡文理学院，宝鸡，721016 2.西安理工大学，西安，710048

0 引言

超高压容器已经广泛应用于化工、食品、人造水晶、核工业、军事设备等领域。为了提高容器的承载能力和疲劳寿命，经常采用有效的多层缩套技术和自增强技术［1］。

尽管多层缩套技术和自增强技术都有各自的优点，但多层缩套技术受到层间最大过盈量的限制，自增强技术受材料包辛格效应（bauschinger effect，BE）的影响，以及在循环载荷作用下残余应力的松弛，使得这两种技术在进一步提高容器承压能力方面受到了限制。因此，将这两种技术相结合的多层组合筒体技术受到了研究者们越来越多的青睐［2－3］。两种技术的结合可进一步均化工作时筒壁上的应力分布，提高容器操作时的安全性［4］。

对于缩套与自增强技术相结合的双层筒体有两种处理顺序，一种是对内外筒先分别进行自增强处理，然后进行缩套，另一种是先缩套后再进行自增强处理［5］。

基于理想弹塑性材料模型，傅卫国等［6］研究了内筒先进行自增强，然后与外筒缩套的双层筒的最佳设计。李敬安等［7］研究了内外筒都先进行自增强，然后缩套的双层筒的优化设计，由于未考虑自增强残余应力对缩套过程的作用以及材料的包辛格效应，因此残余应力的计算误差较大。Parker等［8］基于可变材料模型，用数值方法研究了外筒进行自增强处理后与内筒缩套的双层筒残余应力的计算方法。

缩套后，内筒存在切向压缩应力……