| 单词 | 自紧技术 |
| 释义 | 【自紧技术】 拼译：autofrettage technique 在厚壁圆筒制造过程中，采用各种不同的方法使厚壁圆筒内产生有益的残余应力。当厚壁筒工作时，工作应力与自紧残余应力叠加，由于残余应力削弱了工作应力的影响，并使圆筒内部各处的合成应力均匀化，从而增强了厚壁圆筒的弹性强度，延长了寿命，使得有可能使用屈服极限较低的材料满足工程实际的需要，也使得有可能减小圆筒的壁厚比，从而达到提高厚壁圆筒的承载能力并减轻构件重量的目的。 自紧方式有液压自紧、机械自紧和爆炸自紧3种。1．液压自紧。主要是以圆筒的弹塑性分析作为基础。根据液压自紧时厚壁圆筒外面有无限制模具相继发展了开式液压自紧和闭式液压自紧。前者利用所充液体的压力或测量外表面的应变来控制变形量，以达到预期的自紧效果；后者则利用模具与圆筒间的空隙来控制自紧程度的大小。根据圆筒两端的密封装置对圆筒提供轴力影响的大小，常分为开端自紧和闭端自紧，关键是需要超高压设备和解决超高压密封问题。要想进一步提高厚壁圆筒的充许膛压就需要有更高的高压设备和更可靠的密封装置，同时也需要具有更高强度的材料。显然这种改进是受工艺条件限制的。2．机械自紧。又称挤扩自紧，是利用液压或机械作动力，使具有一定过盈量的冲头强迫通过厚壁圆筒，使其产生塑性变形，从而达到自紧的目的。由强迫过盈冲头通过身管方式的不同又可分为机械推进式、机械拉拔式和液压顶推式3种自紧方法。实际上很早就有人已将这种机械拉拔镗线的方法用于枪管的制造中，并经实验证明对疲劳寿命和强度有明显的改进和提高。机械自紧技术不需要高压密封设备和复杂的外部模具。当冲头通过内膛后可以形成冷作硬化层，提高光洁度和内表面硬度，增加耐磨度、降低裂纹扩展速率，提高疲劳寿命。这一方法操作简便，安全可靠，生产效率高，并可同时挤出膛线。3．爆炸自紧。是利用炸药爆炸时的瞬时高压使厚壁圆筒产生塑性变形以达到自紧的目的。实验证明该方法对金属材料的机械性质和微观组织并无有害的影响。实施中不需要高压设备，生产周期短，能适用于不同形状内膛的厚壁圆筒。但这一方法要精确地控制爆炸的均匀性，炸药爆炸的强弱、保证残余变形和残余应力的稳定性是较为困难的。自紧技术是今后高压和超高压容器发展的方向，液压自紧技术在理论上、计算方法上和实验技术上以及液压自紧产品的研制和设计上都表明对它的研究已经比较成熟。机械自紧是在液压自紧技术的基础上发展起来的，其理论分析往往仍然以液压自紧理论为依据，用经验系数修正来满足工程设计的需要。因此今后对于机械自紧技术应通过理论分析、数值计算和实验研究给出不同过盈量下厚壁圆筒的残余应力和轴向应变分析，得到与过盈量敏感的材料参数和几何尺寸，为加工生产的冲头设计和自紧轴向力提供理论依据。中国目前在这一研究领域已获得了有应用价值的结果。早在1850年，人们就曾用各种方法使厚壁圆简产生有益的残余应力以增加厚壁筒的弹性强度。1872年圣维南(Saintvenant)应用特雷斯卡准则计算了圆管受内压而处于全塑性状态时的应力，提出了厚壁圆筒自紧原理，给出了超过弹性极限时应力的解析表达式。1906年法国玛拉渥(Mala-val)首先将液压自紧技术应用到火炮身管上。其后英国和加拿大也先后将其运用到海炮身管的制造中。1959年美国的达维逊(T．E．Davidson)公布了高强炮管的自紧理论和实验验证，给出了较为完整和系统的报告。目前在自紧技术中开始考虑鲍辛格(Bauschinger)效应和反向屈服效应，对测量自紧度的方法也进行了大量的研究，对机械自紧冲头推力和轴向力对自紧度的影响也有了许多研究结果。(清华大学博士生导师徐秉业教授撰；岑章志教授审) |
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