Przegląd technicznych możliwości wyrównywania naprężeń w ściankach naczyń cisnieniowych

• Autorzy: Krasiński M. , Stodulski M. , Trojnacki A.

Warianty tytułu

EN

Modification of stress distribution in walls of pressure vessels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono problem wyrównywania naprężeń w grubościennych ściankach walcowych naczyń ciśnieniowych przez wprowadzenie podczas ich formowania kontrolowanych naprężeń wstępnych. Dla kilku typowych procesów technologicznych podano efektywne wzory na wciski międzywarstwowe, siły naciągu warstw lub ciśnienie przeprężania. Realizacja tak określonych parametrów zapewnia korzystniejszy, bardziej wyrównany na grubości ścianki rozkład naprężeń zastępczych pod obciążeniem niż w przypadku ścianki warstwowej lub litej bez dodatkowych zabiegów. W rezultacie obniżeniu ulega maksymalne wytężenie ścianki, co umożliwia wykonanie jej z tańszego materiału o niższych własnościach wytrzymałościowych. Rozwiązanie analityczne zilustrowano przykładem numerycznym.

EN

The paper deals with stress modification in thick-walled pressure vessels realized by means of specific initial stresses introduced into the structure during the manufacturing process. Several technologies were investigated with the aim to determine the initial interlayer interferences, tension forces of layers or autofrettage pressure. Realization of such determined technological parameters leads to better, more equalized stress distribution in the vessel wall under operating pressure with respect to solid or multi-layer wall without additional treatment. As a result the maximum equivalent stress of the wall decreases and cheaper material of lower strength properties may be applied. Analytical solution is illustrated with a numerical example.

Słowa kluczowe

PL

wielowarstwowe naczynia ciśnieniowe; wyrównywanie naprężeń; symulacja MES

EN

multi-layer pressure vessels; modification of equivalent stress; FEM simulation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 109, z, 6-M
• Strony: 57--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Krasiński M.

• Instytut Konstrukcji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

autor

Stodulski M.

• Instytut Fizyki Jądrowej, Polska Akademia Nauk, Kraków

autor

Trojnacki A.

• Instytut Konstrukcji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Galos M., Życzkowski M., Analiza rozkładu naprężeń resztkowych w wielowarstwowych roztłaczanych zbiornikach ciśnieniowych, Czas. Tech., z. 8-M (110), 1967, 5-11.
• [2] Gourd L.M., Podstawy technologii spawalniczych, WNT, Warszawa 1997.
• [3] Γрибанов A.B., Исследование напряженного состояния в гильзованных многослойных сосудах, Хим. и нефт. машиностр, № 11, 1972, 4-6.
• [4] Jahed H., Farshi B., Karimi M., Optimum autofrettage and shrink-fit combination in multi-layer cylinders, Trans. of the ASME, J. of Pressure Vessel Technology, Vol. 128, May 2006, 196-200.
• [5] Korndorf B.A., Hochdrucktechnik in der Chemie, VEB Verlag Technik, Berlin 1956.
• [6] Krzyś W., Stodulski M., Trojnacki A., Analiza procesu formowania doświadczalnego wielowarstwowego zbiornika roztłaczanego, Arch. Bud. Masz., t. XXIII, z. 4, 1976, 515-528.
• [7] Krzyś W., Życzkowski M., Sprężystość i plastyczność, PWN, Warszawa 1962.
• [8] Pikoń J., Hehlmann J., Wysokociśnieniowe powłoki wielowarstwowe. Część I, Inż. i Ap. Chem., Nr 3/1977, 1977, 26-30.
• [9] Pikoń J., Hehlmann J., Wysokociśnieniowe powłoki wielowarstwowe. Część II, Inż. i Ap. Chem., Nr 4/1977, 1977, 18-22.
• [10] Пимштен П.Г., Прочность многослойных сосудов высокого давления, Хим. и нефт. машиностр, № 7, 1968, 20-22.
• [11] Тарабасов Н.Д., Грибанов А.В., Расчет на прочность многослойной цилиндрической части корпуса аппарата высокого давления, Хим. и нефт. машиностр, № 7, 1972, 7-9.
• [12] Timoshenko S., Goodier J.N., Teoria sprężystości, Arkady, Warszawa 1962.
• [13] Życzkowski M., Odkształcenia plastyczne i wytrzymałość wielowarstwowych roztłaczanych walcowych zbiorników ciśnieniowych, Arch. Bud. Masz., t. XI, z. 1, 1964, 83-96.
• [14] Patent Nr 42879 Sposób wytwarzania wielowarstwowych zbiorników wysokociśnieniowych. H. Kamocki (OBR PBUChem CEBEA, Polska), 1958.
• [15] US patent 2,337,247 Method of making multilayer vessels. W.R. Kepler (A.O. Smith Co. Milwaukee, USA), 1943.