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非均匀载荷下厚壁圆筒稳态蠕变应力的计算
【作者】 王建梅 苗克军 徐俊良 李璞 太原科技大学教育部重型机械工程技术研究中心 太原030024
【关键词】 厚壁圆筒 稳态蠕变应力 非均匀载荷 蠕变试验 诺顿本构方程 有限元 油膜轴承衬套
【摘要】根据多维应力下稳态蠕变的基础理论，采用应力函数法推导出一类外边界固定、内边界受非均匀载荷的厚壁圆筒稳态蠕变应力计算公式，并分析了不同外内径比 K 下厚壁圆筒的蠕变应力和应力分布情况，证实了最大蠕变应力发生在厚壁圆筒内边界最大受力处，厚壁圆筒的最大蠕变应力随着壁厚的增加呈现出先增加后减小的规律，且当 K=1.58 时厚壁圆筒的蠕变应力最大。应用所得计算公式，针对工程中油膜轴承衬套因承受油膜压力而发生的蠕变问题进行了蠕变应力解析求解。通过蠕变拉伸试验，得到了衬套内壁材料的诺顿稳态蠕变本构方程，并根据蠕变系数，利用有限元分析软件 ANSYS 计算了衬套的蠕变应力。最后，比较了上述 2 种方法得到的蠕变应力，表明文中给出的计算方法与有限元方法所得结果吻合，验证了该解析算法的正确性，从而可以为厚壁圆筒的结构设计和多维蠕变应力解析求解提供理论依据。
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