硬质合金内衬的组合超高压筒体优化设计

研究了硬质合金内衬的多层组合超高压筒体的强度优化设计。以等强度理论为设计原则，建立了以各外层径比(外径与内径的比值)为变量，容器总径比为约束，弹性承压能力最大为目标的优化设计数学模型。应用Lagrange乘子法进行优化，得到了各层最优径比公式及最大内压公式。在此基础上，从叠加原理出发，推导了不同材料多层容器的层间缩套压力及过盈量的最优精确解。最后通过实际算例与分析表明，硬质合金内衬的组合容器需要更大的缩套压力，对于三层容器，中间层和内衬主要承担径向压应力，而外层主要承担周向拉应力。