Analiza trdnosti posod, navitih s trakom

Sep 08, 2026 Pustite sporočilo

Na podlagi temeljnih principov elastoplastične mehanike je izvedena analiza trdnosti nove visokotlačne posode s tankim notranjim valjem in navitjem ploščatega traku ter predlagana merila za načrtovanje. V delovnih pogojih je jekleni trak izpostavljen natezni obremenitvi, ki je usklajena s smerjo navitja, ter radialni obremenitvi, ki izhaja iz kombiniranih učinkov notranjega delovnega tlaka in natezne obremenitve pred navijanjem.

 

Navijalna plast posode je izpostavljena notranjemu tlaku na svojem notranjem polmeru in zunanjemu tlaku na svojem zunanjem polmeru (ki ustreza zunanjemu premeru posode). Proizvodni proces, ki vključuje navijanje jeklenih trakov pod prednapetostjo, zmanjša napetost v tankem notranjem valju in s tem poveča zmogljivost posode, da prenese notranji pritisk. Optimizirana zasnova dosega karakteristike "enake trdnosti", kar pomeni, da ko se notranji delovni tlak poveča, tako plast navitja kot notranji valj istočasno dosežeta stanje tečenja.

 

Formulo za izračun končnega notranjega delovnega tlaka je mogoče izpeljati za stanje, ko se hkrati popustita tako tanek notranji valj kot plast navitja. Oblikovanje radialnih dimenzij posode, ki deluje v stanju tečenja, zahteva upoštevanje notranjega delovnega tlaka in notranjega premera posode, ki ju narekujejo zahteve proizvodnega procesa. Prednapetost, uporabljeno med navijanjem traku, je mogoče izračunati z uporabo kriterijev izkoristka materiala, silo prednapenjanja pa je mogoče nadzorovati med dejansko proizvodnjo v skladu z ustreznimi formulami.

 

Z analizo zasnove trdnosti tlačnih posod z ravnim trakom v skladu s kodami ASME – in ob upoštevanju specifičnih značilnosti metod načrtovanja kode poleg inherentnih lastnosti teh posod – je mogoče oblikovati optimiziran pristop k načrtovanju.

 

Rezultati teoretične analize se na splošno ujemajo z eksperimentalnimi podatki. Težave, ki zahtevajo nadaljnje študije, vključujejo analizo tornih interakcij med tankim notranjim valjem in plastjo navitja (kot tudi med plastmi navitja) ter vpliv teh interakcij na strukturno trdnost.


Za zagotovitev varnosti in zanesljivosti je treba posode z ravnim trakom preizkusiti pod pritiskom. Koeficient preskusnega tlaka λ je običajno nastavljen na 1,15 za pnevmatske preskuse ali 1,25 za hidrostatične preskuse. Na podlagi teorije zasnove zanesljivosti in ob upoštevanju meje tečenja in razpočne trdnosti posode je mogoče analizirati razmerje med koeficientom preskusnega tlaka in varnostnim faktorjem. Standardni varnostni faktorji so običajno nastavljeni na večji ali enak 1,45 za mejo tečenja (ns) in večji ali enak 2,30 za natezno trdnost (nb).

 

news-800-800