理想弹塑性线性强化模型的身管残余应力分析

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第３４卷第４期２０１３年４月
兵
ＮＯ．４
ＡＣＴＡＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ
Ａｐｒ．
２０１３
理想弹塑性线性强化模型的身管残余应力分析
常列珍，潘玉田，李魁武，马新谋
（１．中北大学力学系，山西太原０３００５１；２．中北大学动力机械系，山西太原０３００５１；
中图分类号：ＴＢ１２５文献标志码：Ａ文章编号：１０００－１０９３（２０１３）０４－０３８５ — ０７
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ — １０９３．２０１３．０４．００１
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｏｗｅｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｓｈａｎｘｉ；Ｃｈｉｎａ
ＲｅｓｉｄｕａｌＳｔｒｅｓｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＧｕｎＢａｒｒｅｌｗｉｔｈＢｉ－ｌｉｎｅａｒＭａｔｅｒｉａｌＭｏｄｅｌ
ＣＨＡＮＧＬｉｅ．ｚｈｅｎ，ＰＡＮＹｕ— ｔｉａｎ，ＬＩＫｕｉ．ＷＵ，ＭＡＸｉｎ— ｍｏｕ
ｈａｒｄｅｎｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｎｄｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｂａｒｒｅｌｄｕｒｉｎｇｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｅｌａｓｔｉｃ－ｐｌａｓｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｓｏｍｅａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓ．Ａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｐｌａｓｔｉｃｒａｄｉ－ＵＳ，ｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｓｔｒｅｓｓ — ｓｔｒａｉｎｓ，ａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｙｉｅｌｄｉｎｇｒａｄｉｕｓｏｆｓｗａｇｅａｕｔｏｆｒｅｔｔａｇｅｇｕｎｂａｒｒｅｌａｒｅｄｅｒｉｖｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｆｏｒｍｕｌａｓｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｒｅｖｅｒｓｅｙｉｅｌｄｉｎｇａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｓｔｒｅｓｓｅｓｏｆｇｕｎｂａｒｒｅｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｒａｄｉｕｓ，ｒｅｖｅｒｓｅｙｉｅｌｄｉｎｇｒａｄｉｕｓａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｂａｒｒｅｌａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｍｕｌａｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓａｒｅｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．
３．ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２０９９，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｄｅｒｉｖｅｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｓｗａｇｅａｕｔｏｆｒｅｔｔａｇｅｇｕｎｂａｒｒｅｌｗｉｔｈｅｌａｓｔｉｃｐｅｒｆｅｃｔｌｙ－ｐｌａｓｔｉｃｌｉｎｅａｒ
卸载过程中的应力应变、反向屈服半径的计算公式。利用机械自紧身管加载和卸载过程中的应力，
给出了身管有反向屈服和无反向屈服两种情况下残余应力的计算公式。应用这些公式计算了一个模拟管的塑性半径、反向屈服半径和残余应力，结果表明理论值与实验值吻合良好。关键词：固体力学；机械自紧；残余应力；塑性半径；反向屈服；反向屈服半径
３．西北机电工程研究所，陕西咸阳７１２０９９）
摘要：为计算理想弹塑性线性强化模型机械自紧身管的残余应力，基于弹塑性力学和一些基本假设，通过对加载和卸载过程中的身管做弹塑性分析，得到了机械自紧身管的塑性半径、加载和