随着社会的快速发展和转型,现代工业不仅对高压容器承载能力的要求越来越高,而且对制造及生产可能造成的环境问题也越来越重视。这就对压力容器的结构设计、制造流程工艺及环保性等提出了更高要求。如何有效提高超压力容器的承载能力及安全性是一个全球性的重要问题。本文查阅相关的文献资料,考虑压力容器设计的应用理论技术,如多层缩套技术、自增强技术、绕卷式技术等。发现无论哪种技术都存在自身的局限性,限制了压力容器承压能力的进一步发展。本文提出了将温差自增强技术与多层缩套技术相结合的方式,进一步提高承载能力。温差自增强技术通过在内外壁施加一个稳定的温度差,利用卸载温差后在厚壁圆筒内产生有利的残余应力来提高承载能力,十分绿色、安全、环保、简便。多层缩套技术是将存在过盈量的一对内外圆筒通过热套或者强力装配到一起,在接触面产生套合预应力,均匀圆筒内应力分布。研究两种技术的结合对提高压力容器的承载能力有着重要意义。本文选用双层厚壁圆筒为研究对象,采用理论研究与数值模拟的方法,围绕温差自增强的几个重要阶段展开基础研究,从而为内外筒先温差自增强后过盈配合的厚壁圆筒的运用提供理论支持,研究主要包括以下几个方面:首先根据弹性理论、等强度理论等对双层缩套原理和过程推导出了最佳界面半径公式、最大工作内压和最佳过盈量的计算式;对温差自增强技术研究,基于理想弹塑性材料,采用Mises屈服准则得到单层厚壁圆筒温差自增强过程的计算公式,并得到了卸载温差载荷后单层厚壁圆筒内残余应力分布。根据理论双层缩套圆筒最佳条件确定内外筒半径,再探讨了内外筒分别进行温差自增强再进行缩套的计算公式。首次提出了将温差自增强技术与缩套技术结合的方式,为提高圆筒承载能力提供新思路以及理论支撑。对上述过程通过MATLAB计算出各个应力分量的解析解,通过ORIGIN对其数据进行整理制图,运用ANSYS Workbench对双层厚壁圆筒进行建模与自增强过程的仿真分析。对比理论计算得到的理论值,验证理论分析的准确性和可靠性。