具有内核伸出段的套管构件点接触力学模型研究

针对轴向压力作用下具有内核伸出段的套管构件,理论研究了初弯曲内核与柔性套筒的点接触变形过程.采用小挠度二阶平衡微分方程,推导了内核处于点接触状态时套管构件的挠度、剪力、弯矩、接触力等物理量的计算公式.理论的对比结果表明:1)内核伸出段会显著增大套管构件的弯曲轴向位移,降低套管构件的非线性轴向刚度;2)内核伸出段使内核与套筒端部的接触反力有显著的增加,随着轴向压力的增大,该接触反力的增加更大;3)内核伸出段使内核的剪力、弯矩均有显著的提高,尤其在内核与套筒抗弯刚度比值较大时,弯矩的提高更显著.该文的研究可为套管构件及内核与套筒端部连接的设计提供依据.     

具有内核伸出段的套管构件在线接触阶段的受力性能研究

针对具有内核伸出段的轴压套管构件,建立了线接触阶段的力学模型;利用小挠度理论推导出了内核和套筒的剪力、弯矩、挠度、分布接触力、集中接触力等物理量的计算公式。通过与无内核伸出段套管构件的对比算例验证了本文相关物理量推导的正确性,分析了内核与套管在不同刚度比下相关物理量的变化情况。结果表明:由于内核伸出段的影响,点接触会提前向线接触变化,使套管构件的轴向承载力显著下降,端部的接触反力及内核的剪力、弯矩有显著的增加。对具有内核伸出段的套管构件进行了力学性能分析,结果表明:内核与套筒的间隙对线接触长度没有影响,内核的弯矩、剪力随着间隙的增加而增大;随着内核伸出段长度的增加,线接触长度及内核的弯矩、剪力增大。