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工业技术
ChinaSCienceandTechnologyReview ●I
机械 自紧厚壁圆筒塑性半径计算分析
魏 艳
(枣庄科技职业学院 山东 枣庄 277500)
[摘 要]机械 自紧就是在外力推动下，借助冲头和身管内径的过盈量产生塑性变形，加大承载能力，从而实现 自紧。本文利用有限元软件ANSYS对相关
数据进行建模分析，从而探讨机械 自紧厚壁圆筒塑性半径计算。
[关键词]机械 自紧 厚壁圆筒 过盈量 塑性半径
中图分类号 ：TBI25 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009—914X(2012)34—0359—02
厚壁圆筒机械子紧技术是一项具有很强实用性的工艺技术，其不仅增加后 限值时，随着径向坐标的继续变大 ，径向残余力又渐渐开始减小归零。内表面
比圆通的弹性强度 ，而且降低了其疲劳值 。机械 自紧就是在外力推动下，借助 周围的切向残余应力性质随着径向坐标的增大而改变，一开始是压缩应力，径
冲头和身管内径的过盈量产生塑性变形，加大承载能力，从而实现 自紧。 向坐标渐渐变大后，切向残余应力也逐渐改变为拉伸应力，处于弹塑性交界面
本文通过对冲头进行弹性分析和对厚壁圆筒进行塑性分析。利用机械 自 的拉伸切向残余应力达到最大值。机械自紧与液压 自紧的最大区别就是前者
紧在加载过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等这一边界条件，获 存在较大的轴向残余应力。处于内表面中的轴向残余应力绝对值最大，然而随
得了过盈量与塑性半径的关系公式，利用这一公式能够直接确定塑性半径 。 着筒壁的加厚，轴向残余应力会急剧减弱，因此可以知道轴向残余应力在 内外
1不同过盈量的机械自紧过程数值模拟 壁交界处最大，在管壁中部很小，而且内外表面的轴向残余应力性质不同，内表
1．1有限元模型建立 面为压缩应力，外表面为拉伸应力。
身管为双线材料模型，冲头为限弹性材料模型，具体参数如表一所示。 1．3各项残余塑性应变沿壁厚分布情况
表一 材料参数表 图3显示的是壁厚中各方 向过盈量塑性应变 的分布状况，过盈量取值1。
图里径向塑性应变为压应变，在内壁处绝对值最大，数值与壁厚成反比，切
材料 碳化钨 32 N-i3MOVE
向塑性应变为拉应变，内壁处最大，数值变化与径向一致，几乎不存在轴向塑性
弹性模量 707GPa 21l a 应变，三者在弹塑性交界面都归零。
泊松比 0．285 0．28
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后服极限 1l9Dla
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