实验三 压力容器爆破实验.docx

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1、实验三压力容器爆破实验实验三压力容器爆破实验一、试验目的1.测定圆筒塑性变形开场和结束时的屈从压力值；2.测定圆筒毁坏时的爆破压力，并通过计算验证理论公式；3.了解经过装备控制专业数据自动收集测量系统基本单元的原理。二、试验原理1屈从压力值的理论计算：1屈从压力2213KKpss-=2全始屈从压力材料为理想弹塑性Kpssoln32=2爆破压力值的理论计算：承受内压的高压筒体，其爆破压力计算方法有如下几种：1Faupel公式：Kpbssbln)2(32-=2中径公式：112=-=KKpbb3最大主应力理论bbKKp)11(22+-=4最大线应变理论bbKKp)4.03.11(22+-=5最大剪应

2、力理论bbKKp)21(22-=6最大变形能理论bbKKp)31(22-=以上式中符号意义详见现教材“经过设备设计教材和王志文主编的“化工容器设计以及余国宗主编的“化工容器及设备。3爆破试验原理经过：塑性材料制造的压力容器的爆破经过如图一所示，在弹性变形阶段OA线段，器壁应力较小，产生弹性变形，内压与容积变化量成正比，随着压力的增大，应力和变形不断增加；到A点时容器内外表开始屈从，与A点对应的压力为初始屈从压力sp；在弹塑性变形阶段AC线段，随着内压的继续提高，材料从内壁向外壁屈从，此时，一方面因塑性变形而使材料强化导致承压能力提高，另一方面因厚度不断减小而使承压能力下降，但材料强化作用大于厚

3、度减小作用，到C点时两种作用已接近，C点对应的压力是容器所能承受的最大压力，称为塑性垮塌压力；在爆破阶段CD线段，容积忽然急剧增大，使容器继续膨胀所需要的压力也相应减小，压力降落到D点，容器爆炸，D点所对应的压力为爆破压力bp。三、实验装置与工作原理1实验装置本仪器中的液体介质油的吸入、压缩与排出是通过活塞腔容积的周期性变化而实现的。电机接入电源后进入正常运转，通过减速器带动偏心轮传至十字头滑块，活塞柱通过滑快与导向杆相连导向杆在导向套内做往复运动，当缸内处于低压状态时吸入介质油，活塞杆压缩时，泵内高压流体经过止回阀向爆破试件中输送，使爆破试件中内压不断升高。2工作原理本系统的压力增升原理图2

4、所示，活塞杆9在缸内作往复运动，介质油通过进口单向阀图1压力与流量变化的关系5吸入缸内，活塞柱向缸内推进时，进口单向阀5关闭，介质油通过出口单向阀6流进爆破试件中。压力表4下面装有单向阀7，目的是为了在试件霎时爆破时保护压力表试件爆破后压力表数值仍然保持压力信号由压力传感器12通过接口13传送至计算机。四、试验操作步骤及注意事项：1了解试验装置的构造包括高压爆破教学试验台操作方法、压力传感器、数据收集卡、转换器等计算机硬件接口以及ADCRAS测试软件的位置和功能。2测量尺寸：在爆破试件的上、中、下不同圆周方向上，测量外径三次；内径为已知值试件材料为20号无缝钢管加工而成，根据不同的理论公式计算

5、可得到不同的理论爆破值。3操作步骤：1关闭卸荷阀10与11即面板上左右支阀，观察仪器面板上的油标，看油缸中能否有足够的介质油，若油缸中油缺乏，可从导油杯2中直接加油一般机油即可。2启动电机前，须对试验机的十字头滑块、活塞杆等运动磨损件加油润滑；开机后待爆破试件接口3处有油溢出，再关闭电机。3将测量好欲爆破的厚壁圆筒试件预先灌满油必须排除里面的空气，在出口上贴上一层薄纸防倒转后漏油，倒转后快速旋到爆破试件接口上，用管子钳图1工作原理图1油槽；2导油杯；3被检件；4压力表5进口阀；6出口阀；7压力表保护阀；8油缸；9活塞；10试件卸压阀；11压力表卸压阀；12压力传感器；13传感器微机接头图2工作

6、原理流程图1-油槽2-导油杯3-爆破试件4-压力表5-进口阀6-出口阀7-压力表保护阀8-油缸9-活塞10-试件卸压阀11-表卸压阀12-压力传感器13-传感器微机接头上紧，罩好保护罩。4打开计算机，点击桌面“CRAS1.5V进入随机信号与振动分析系统；再点击“数据收集及处理ADCRAS，进入“CRAS界面。5点击“作业在文件名编辑栏输入要创立的新文件名，见图3，然后点击“打开6点击“参数设置，弹出“参数设置对话框，选项“采样频率选择1280；“工程单位选择aMP；再选择“校正因子，见图4。7确定上述选项后进入“趋势图菜单，在它下面有“时间设置、“趋势收集、“趋势显示和“设置截距四个子菜单。在

7、“设置时间对话框有“请输入总时间，单位是秒，输入估计此次实验所用总时间；“间隔记录时间200ms，图3创立的新文件名的界面图4设置各参数的界面单位是毫秒，选200的倍数，一般输入“200；在“设置截距中的每个通道对应的零工程单位对应的毫伏数为“1000，对应通道数为“1，如图五。图五趋势图菜单设置各参数的界面8确认完上述参数后，点击“趋势收集子菜单，此时打开实验机的泵电源，微机将跟踪爆破试件整个实验经过的压力变化直至爆破。9试件爆破后关闭电源，将计算机中本次实验创立的新文件名存盘，打印出整个实验经过曲线和有关记录；将爆破后的厚壁圆筒试件拆下。五、实验报告：1讨论分析试件毁坏的情况2将实测的爆破压力和各种理论公式的计算结果进行比拟，并进行分析讨六、分析讨论题1简述厚壁圆筒的爆破变形经过。2对试件爆破断口进行分析，并计论爆破口为何会鼓起？爆破口的方向和位置怎样？3加载经过可能加载上不去，原因有哪能些？4试件尺寸，实验爆破压力值。5.韧性断裂与脆性断裂的特征。