到了六十年代,计算机的迅速发展给自紧技术开辟了广阔的前景。人们用有限元和有限差分方法研究了在实验材料曲线下、考虑应变历史等因素的一般解。大型计算程序,如Nastran和ADINA程序,曾用来计算硬化模型的影响、反向屈服问题和机械自紧过程的数值模拟等自紧技术中的复杂问题。
自紧圆管的断裂和疲劳分析都离不开自紧残余应力的研究;反之,疲劳对自紧残余应力的松弛和重新分布是具有实际意义的课题。
测量自紧圆管的残余应力,除通常的膛削法外,1973年R.G.Sturm提出了压痕法;X涉嫌发和超声法也用来测量圆管内的残余应力。R.E.Weighe提出过一种膛削后充加内压直接测量残余应力的方法。该方法不要求知道圆管的材料弹性常数,并且与理论结果非常一致。但是这些测量方法由于受实验设备和条件的限制在使用中并不广泛。特别,对于机械自紧圆管中残余应力的测量技术仍然值得深入研究。论文网
随着液压自紧技术的推广应用和机械自紧技术的继续发展,七十年代初又提出了爆炸自紧技术。它利用炸药爆炸时的瞬时高压使圆管产生塑性变形一达到自紧的目的。实验证明此方法对材料的物理机械性能无不利影响。但是精确地控制爆炸的均匀性和强弱,保证残余应力和变形的稳定值是较为困难的,目前还处于研究阶段。
八十年代以来P.C.T.Chen关于硬化效应、Bauschinger效应、有限元和有限差分方法等一系列工作是引人注意的。
在国外自紧技术广泛使用和深入发展的同时,我国也开始了液压自紧技术的研究,进行了模拟实验,但一般仍采用理想弹塑性的传统分析模型。1980年《兵工学报》上发飙了第一篇关于液压自紧厚壁圆管的应力分析和强度研究的学术论文。同时也开展了机械自紧技术的初步探讨、自紧后热处理研究、自紧对微观组织的影响、热应力模拟方法、非线性有限元计算、圆管的强度和寿命的系统工程研究、再屈服压力的计算、自紧过程的实时控制和自紧技术的应用等许多课题的研究。1984年我国自紧工程界召开了自紧工程学术研讨会。在交流的论文中,有文献专题索引报告、理论模型分析、实验技术交流、有限元程序和实例、自紧疲劳和断裂力学等许多方面的论文。这对我国自紧技术的开发和应用具有重要的积极意义。目前,自紧时效、稳定化处理的研究、二次Bauschinger效应的探讨、混合硬化理论的应用等等方面的工作人在继续进行。在全国化工容器、塑性力学学术会议和其它会议或杂志上也能见到有关自紧技术的文献。关于机械自紧冲头推力计算和轴向力对圆管自紧度的影响是至今捡到的最新成果,机械自紧技术也应用于身管自紧以外的其他领域中。
有以上情况看来,自紧技术是今后高压和超高压容器的发展方向。从国外目前发展情况可知,几乎所有高性能、大威力、大口径的火炮身管都采用了自紧技术。虽然,英国和德国应用液压自紧身管较多,但是根据最近的资料报道,应用自紧身管最多、研究水平较高的美国,几乎所有的火炮身管都已改用机械自紧身管。英国皇家兵工厂和奥地利也竭力推荐机械自紧技术。
从自紧技术的产生、发展和现状的分析、可以得到如下几点启示:
(1)虽然讨论不同应力应变关系、屈服条件、硬化特性、材料可压缩性和各种端部条件下的厚壁圆管的文献不少,但是分析这些不同假设和基本方程的相互联系则较少。从这些文献的结果吸取合理因素满足自紧技术需要的研究就更少。因此,讨论各种力学模型对自紧圆管的影响和不同基本假设的选择是十分有益的工作 考虑材料强化和包辛格效应的自紧管道的残余引力的分析(3):http://www.751com.cn/wuli/lunwen_75670.html