圓筒形黏彈性材料液體儲(chǔ)罐壁厚計(jì)算方法研究.pdf

1、高聚物材料在當(dāng)今社會(huì)有著非常廣泛的應(yīng)用，高聚物以其特有的性質(zhì)，在許多領(lǐng)域優(yōu)于傳統(tǒng)材料，如金屬、陶瓷等等。同時(shí)，也是因?yàn)楦呔畚锼哂械奶厥庑再|(zhì)，如黏彈性，使得對(duì)于高聚物的應(yīng)用存在材料上的復(fù)雜性。因此研究黏彈性材料制作的設(shè)備同時(shí)具有新穎性和實(shí)用性。
　　 PMMA是一種典型的黏彈性材料，以這種材料制造的液體儲(chǔ)罐應(yīng)用廣泛并且有被大型化的趨勢(shì)。儲(chǔ)罐越大，對(duì)材料板材的厚度要求就越高。高品質(zhì)板材的價(jià)格往往非常昂貴，在保證儲(chǔ)罐安全的前提下節(jié)省

2、材料成為關(guān)注的焦點(diǎn)。但是國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有PMMA材料儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此研究確定黏彈性材料液體儲(chǔ)罐壁厚設(shè)計(jì)方法具有一定的理論意義和工程價(jià)值。
　　 本文運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)黏彈性材料PMMA的蠕變性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)合相關(guān)的蠕變理論，得到材料在不同應(yīng)力條件下的蠕變量εc、蠕變率(ε)c隨時(shí)間t變化的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)PMMA材料的蠕變明顯地分兩階段進(jìn)行；Andrade理論能較好地模擬PMMA材料的蠕變特性。采用有限元計(jì)算方法，分析了黏

3、彈性材料液體儲(chǔ)罐的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的特殊性，計(jì)算結(jié)果表明，儲(chǔ)罐簡(jiǎn)體產(chǎn)生的最大應(yīng)變達(dá)到許用應(yīng)變[ε]=1％時(shí)，臨界徑厚比(D/δ)ε隨溫度因數(shù)Ta的變化關(guān)系曲線在40℃時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，得到分段溫度的(D/δ)ε隨Ta的變化關(guān)系式以及臨界徑厚比(D/δ)ε隨時(shí)間因數(shù)ta的變化關(guān)系式。根據(jù)理論分析與模擬計(jì)算結(jié)果，在對(duì)黏彈性材料液體儲(chǔ)罐的壁厚進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是保證儲(chǔ)罐的剛度。參考國(guó)內(nèi)非金屬材料設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)HG20640-97、HG/T20696