应用机械工程学报

抽象的

优化自紧-再自紧百分比和热缩配合组合以实现多层压力容器的最佳疲劳寿命

尼兰詹·库马尔

随着生产对材料需求的增加，需要设计一个物体，使得在相同的工作条件下可以减少材料消耗，或者在相同的材料消耗下可以提高承载能力。在本文中，压力容器被设计成在相同的材料消耗下承受高内压。为此，多层压力容器通过容器的收缩配合而构成，容器内部具有由预自紧引起的残余应力，然后对组件进行自紧。因此，层数的增加会增加组装方式的数量，所以本分析仅限于三层压力容器。本文讨论了针对不同的自紧或再自紧百分比以及收缩配合的径向过盈量组装三层容器的可能方法。将这些参数视为设计参数并以最大化疲劳寿命为目标函数，采用遗传算法进行优化。为了获得设计变量的最优值，研究了组装压力容器在设计压力下的应力分布。观察发现，每种情况的疲劳寿命都不同，最大和最小环向应力变化不大。