【摘 要】
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本文基于对国内外水切割机高压缸的结构、制造工艺及设备特点的分析与研究，总结了单层和自增强多层复合高压缸的优缺点，分析了影响其性能和质量的因素，提出了自增强多层复合结构
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本文基于对国内外水切割机高压缸的结构、制造工艺及设备特点的分析与研究，总结了单层和自增强多层复合高压缸的优缺点，分析了影响其性能和质量的因素，提出了自增强多层复合结构的高压缸的设计原理，得出了在不同工作条件下具有最佳使用性能的多层复合高压缸的缩套层数、层厚、材料以及装配的设计与制造方法。
通过对水刀高压缸的厚壁圆筒的理论分析，获知单层高压缸体结构有一个明显缺点，当缸体的内外径比超过一定的值(i＞5)时，工作应力随着壁厚的增加分布越不均匀，使用结果表明造成内层材料破坏，而外层还达不到充分利用。因此，如果为了满足承受超高压的要求，简单地采取增加壁厚或选用价格昂贵的高性能材料是无法从根本上解决提高高压缸的承载能力，同时也是不经济和科学的。
利用现代功能强大的有限元分析软件对高压缸体进行工作应力分析后，可知单层缸体内壁是其强度最薄弱之处，为了改善高承压性能，找到有效的方法，本文通过具体的解决思路为：承载前，对其施加预紧载荷，使其内壁产生一定预应力，使其与工作载荷引起的应力相反，以达到抵消大部分或全部工作应力，从而提高缸体的承载能力。这样就使得缸体的承载能力和疲劳强度得到改善，获得良好性能。
依据当前主流的应力计算的理论，结合高压缸体工作特点，对其结构参数进行优化，并使用有限元分析软件ANSYS对其进行可行性论证，提出对高压缸厚壁圆筒结构优化的方法，由单层改为三层或多层复合预应力结构。并对复合缸体进行建模和模拟，提出设计中影响高压缸使用性能的主要参数是工作压力、层厚、缩套层数以及层与层间的过盈量。
图[42]表[13]参[58]
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