汪 言，王建明，藏志刚

(山东大学机械工程学院CAD/CAM研究所，济南 250061)

0 引言

随着科学技术的不断进步，人民生活水平的不断提高，消费者对食品、饮用水等的要求也越来越高[1]。而传统的热力灭菌技术因其容易破坏食品中的生物活性物质、营养成分等，已慢慢满足不了食品加工的需求[2]。为了最大限度地保留食品的色、香、味等品质并保持其营养价值，食品超高压灭菌技术(ultra-high pressure technology，UHP)得以应运而生[3]。

UHP食品加工是指对食品原料施加100 MPa～1 000 MPa左右的超高静水压力，导致食品原料在常压下达到的化学反应以及分子结构等的平衡因高压的作用而发生新的变化，从而达到杀灭食品中微生物的目的[4]。在超高压处理过程中，超高压筒体要承受最高630 MPa的静水压力，过高的工作压力一方面会增加筒体的设计难度，也增加筒体尺寸；另一方面，由于超高压筒体在工作状态下存储的能量巨大，发生破坏后造成的危害极大[5]。故对于此类危险性较高的设备，研究其强度、疲劳以及安全性能是非常有必要的[6]。

目前，国内外主要使用的超高压容器有整体锻造筒体、多层厚壁筒体、缠绕式筒体、剖分块式筒体等筒体结构型式。其中绕丝式筒体因具有两大特点：①能够通过控制缠绕张力来控制钢丝层的预应力，从而影响筒体的应力分布；②某一钢丝层的断裂不会导致整个钢丝层的失效，使得整个超高压筒体的安全性得到保障等优势逐渐成为了UHP技术的主要筒体形式[7]。

在绕丝式筒体的研究方面，国外学者自Zander K等提出超高压绕丝容器后便对其进行深入研究，其中学者Shen F C介绍了适用于高压储存罐缠绕技术的概况，包括设计考虑、缠绕模式、检测方法等[8]；……