冲拔式冷旋压集成技术作为近年来机械行业所采用的一种高新技术,对研发出高压无缝钢瓶起到了关键性作用。加强对高压无缝钢瓶结构强度的研究,是确保其安全性的重要课题。本文用有限元模拟和试验相结合的方法,对冲拔式冷旋压高压无缝钢瓶展开系统的研究。主要研究内容和结论有:(1)根据企业生产需要的冲拔式冷旋压高压无缝钢瓶,采用ISO 9809-2:2010标准设计出规格为Φ229×4.3-50 L的高压无缝钢瓶,借助有限元软件对其结构进行应力分析和强度校核。结果表明:钢瓶不仅满足标准要求,而且该钢瓶结构的爆破压力还有6.1%相对裕量。(2)通过钢瓶力学性能试验对比研究。结果显示:在相同的材料和热处理工艺的条件下,冲拔式冷旋压高压无缝钢瓶和冲拔钢瓶的强度基本一致,但延伸率提高了 0.5%,冲击韧性提高10 J/cm2以上。(3)对冲拔式冷旋压高压无缝钢瓶进行未爆先漏(LBB)试验研究。结果表明:当采用爆破试验方法时预制裂纹深度为实际壁厚的75%左右,当采用疲劳试验方法时预制裂纹深度为实际壁厚的60%～70%,试验结果均能够满足设计要求。(4)对钢瓶的尺寸测试和表面质量检测的研究。结果显示:冲拔式冷旋压高压无缝钢瓶的尺寸精度和表面质量明显优于冲拔钢瓶,质量降低17%左右,仍有进一步降低的空间。(5)通过ISIGHT集成CAD和ABAQUS智能优化设计方法对钢瓶瓶底结构参数优化。结果表明:与原瓶底结构相比,优化后的瓶底结构的质量减轻百分比为9.29%。对优化后结果进行修正,获得钢瓶瓶底结构最佳尺寸。