超高壓容器爆破壓力計算公式的精度比較

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(1.湖北輕工職業技術學院 機電工程學院，武漢 430070；2.武漢工程大學 機電工程學院，武漢 430205；3.武漢軟件工程職業學院 機械工程學院，武漢 430205)

0 引言

計算超高壓圓筒容器爆破壓力公式的精度，是指公式的理論值與實測爆破壓力的符合程度，反映了理論值與實測值的重現性，公式的精度高是指爆破壓力理論值與實測值的符合程度高。

對于設計壓力大于100 MPa的超高壓圓筒容器，可用流變應力公式(Rheological stress formula)或者福貝爾公式(Faupel formula)計算其爆破壓力，并采用不同的爆破安全系數確定容器的壁厚[1-4]。構建超高壓圓筒容器爆破壓力計算公式精度的比較方法，分析流變應力公式與福貝爾公式在其應用范圍的精度，拓展公式應用范圍或者選擇高精度的公式改進超高壓圓筒容器設計方法，是值得學術界與工程界關心的課題。

文中應用數理統計知識[5-6]，構建超高壓容器爆破壓力計算公式精度的比較方法，基于36組超高壓圓筒容器實測爆破壓力范圍為220.7～1 326.3 MPa的試驗數據[4,7-11]，對流變應力公式與福貝爾公式的精度進行分析與比較。

1 建立模型

1.1 總體、樣本與個體

1.1.1 計算超高壓圓筒容器爆破壓力兩個公式

計算超高壓圓筒容器爆破壓力的流變應力公式與福貝爾公式分別為[1-4]:

(1)

(2)

式中u1——爆破壓力的流變應力公式計算值，MPa；

Rm——材料抗拉強度，MPa；

η——材料屈強比，η=Rp0.2/Rm；

Rp0.2——材料屈服強度，MPa；

K——容器徑比；

u2——爆破壓力的福貝爾公式計算值，MPa。

1.1.2 兩個公式的應用范圍

流變應力公式與福貝爾公式的應用范圍是設計壓力不低于100 MPa的超高壓圓筒容器，即P≥100 MPa。……