膨胀悬挂器本体管材性能研究

要膨胀悬挂器通过膨胀金属本体与上层套管形成摩擦力悬挂尾管,本体管材的选取对悬挂器膨胀、悬挂性能参数有直接影响,为此采用有限元方法对本体膨胀过程进行计算,得到本体膨胀前后结构参数变化及膨胀力大小,并通过与膨胀试验得到的数据进行对比分析,验证了计算的可靠性。为确定本体膨胀前后强度变化,分别选取膨胀前、膨胀后样块进行拉伸试验,得到材料屈服、抗拉强度。数据表明的所选用的管材在膨胀后屈服强度、抗拉强度分别增大72.6%、7.94%。通过研究掌握了膨胀管材膨胀前后的力学、结构性能参数变化,为悬挂器结构设计、现场作业提供了参考依据。     

膨胀尾管悬挂器膨胀力有限元计算与试验研究

膨胀尾管悬挂器通过膨胀锥在本体内运动使其发生径向变形,依靠变形后本体与上层套管间的摩擦力,使膨胀悬挂器固定于上层套管实现尾管坐挂功能。膨胀力是膨胀锥驱动本体变形的关键、也是膨胀尾管悬挂器设计、现场施工的重要参数。采用LS-DYNA对影响膨胀力的多种因素进行研究,得到膨胀锥角、膨胀锥与本体间摩擦、膨胀本体结构对膨胀力的影响规律,并通过膨胀试验、金相观察进行验证分析。数据表明该方法能够较为准确的计算本体膨胀所需要的膨胀力及膨胀变形过程中本体的应力、应变。     

膨胀悬挂器本体膨胀性能试验研究

膨胀悬挂器依靠硫化橡胶的本体膨胀发生塑性变形,并与上层套管形成摩擦力悬挂尾管,橡胶起到密封和增大摩擦力的作用。悬挂较重的尾管需要增加本体长度,导致悬挂器整体结构增加,增大了悬挂器入井和施工风险。针对该问题优化本体设计,在本体外壁镶嵌金属块并硫化橡胶,通过膨胀试验验证了该方法的可行性,为掌握本体膨胀后与上层套管的接触应力,采用应力测试方法对本体膨胀过程中上层套管的应变进行了测量并计算得到接触应力,试验数据表明膨胀悬挂器经过结构优化在保证悬挂、密封性能的前提下使膨胀本体缩短,从而提高了现场施工的可靠性。     

有限元模拟软件在铜扁线拉拔力计算过程中的应用

为准确把握铜扁线拉拔过程的拉拔力,首先采用三维造型软件Pro/E 4.0分别建立了铜扁线坯料模型和拉拔模具的有限元模型,然后通过DEFORM软件采用刚粘塑性有限元法对铜扁线拉拔成形过程进行有限元仿真,计算出所需拉拔力.同时采用已有的拉拔力计算公式计算相同规格铜扁线拉拔成型所需的拉拔力.最后将有限元模拟所得结果与通过三个具有代表性公式计算出的结果进行对比分析得知,经过修正后的克拉西里希柯夫公式计算出的拉拔力与模拟出的计算结果最为接近.     

基于有限元的套管柔性针穿刺软组织弯曲建模研究

套管柔性针作为柔性针的一个重要分支,与其他传统的柔性针相比,在针体路径矫正、穿刺灵活性以及斜尖转角控制精度等方面具有巨大的优势。为深入研究套管柔性针穿刺机理,建立基于有限元的穿刺弯曲模型。分析软组织的生物力学特性,建立了精确的软组织模型;对套管柔性针穿刺软组织进行受力分析,建立力学模型;在力学模型的基础上,建立套管柔性针穿刺软组织的弯曲模型,进行仿真研究。最后通过实验得到穿刺力-时间曲线和针弯曲变形曲线,并与仿真曲线进行比较。结果表明,仿真结果符合实验穿刺力的变化趋势,系统弯曲误差在2 mm以内,满足医学上的要求,验证了套管柔性针穿刺软组织的力学模型以及弯曲模型的正确性和合理性,为路径规划及控制奠定理论基础。     

排气消声器拉深成形的压边力优化

本文以排气消声器的拉深成形为例,讨论了有限元模拟与神经网络技术在压边力优化设计中的应用问题.建立了压边力优化的径向基函数(RBF)神经网络模型,网络训练及测试所需样本通过有限元仿真获得.训练好的神经网络可实现压边力的优化设计,仿真结果证明,采用优化后的变压边力曲线能有效改善板料的成形性能和成形质量.     

多胀头膨胀天然气井套管修复载荷估算

天然气井套管在地震载荷作用下发生变形,无法进行正常生产。采用特殊的技术使膨胀头下到变形位置后,在外力作用下,对套管膨胀,使其恢复到原来的形状尺寸。使用设计软件CATIA建立了天然气套管和膨胀头的模型,并生成装配模型。在有限元软件ABAQUS内分析了膨胀变形套管需要的载荷,分析中考虑了材料的塑性变形,采用两个膨胀头多套管进行两次膨胀,使总的膨胀载荷降低。计算表明,当套管承受10MPa外压时,第一膨胀头需要的载荷为14418N,第二膨胀头需要的载荷为155744N。当不考虑套管的外压时,第一膨胀头需要的载荷为10751N,第二膨胀头需要的载荷为100480N。     

缩径变形套管径向修复力的研究

采用液压滚珠整形器对发生缩径变形套管进行碾压整形,选取套管、水泥环和地层为研究对象,采用弹塑性和大变形有限元分析方法,建立了缩径变形套管弹塑性力学分析模型及数值计算方法,在水泥环完全损坏的情况下,计算了发生缩径变形时套管通径为ll0mm所需的径向修复力,并与理论值进行对比,验证了数值模拟方法的正确性.此外还研究了不同通径下变形套管达到整形要求的径向修复力,得出随着套管变形通径的增大径向修复力逐渐降低的结论.     

螺栓摩擦系数对连接防松影响的有限元分析

螺栓连接受横向振动载荷一段时间后,容易出现连接松动,夹紧力衰退,夹紧失效等现象.国内鲜见钎对螺纹连接松动现象的有限元仿真,文中利用ABAQUS有限元软件建立了螺栓连接模型,对连接松动过程进行仿真.以建立的松动模型为基础,通过对比几组螺栓连接的防松特性,得到了螺栓连接摩擦系数越大其防松性能越佳的结论,该结论与螺栓连接的摩擦力矩防松机理相吻合.     

水平井下套管计算模型及应用

在水平井中下入套管,套管柱要随井眼一起弯曲,除受到重力、浮力作用外,还有大量摩擦阻力等附加力作用.井眼曲率半径越小, 附加力越大,使得管柱往往不能下达预定井深.因此在下套管前,有必要通过计算模型对下入可行性进行分析计算.通过对水平井套管微元段进行受力分析,可建立在水平井中下入套管的计算模型,并提出了起升、下放的力学边界条件,同时给出了计算实例,验证其理论分析和计算方法的正确性.     

高温高压深井试油与完井封隔器卡瓦咬入套管深度分析

在高温高压深井试油与完井中,封隔器定位性能主要取决于主要部件卡瓦,卡瓦咬入套管深度不足常常会引发封隔器定位失败。以完井封隔器RTTS为例,对高温高压深井复杂工况下,封隔器在井下试油与完井作业中卡瓦与套管间的作用进行分析,建立卡瓦与套管的力学模型,并对卡瓦与套管间的相互作用进行有限元分析。通过能量守恒定律建立卡瓦牙剪切应力公式和挤压应力公式,推导出试油与完井封隔器卡瓦咬入套管深度公式,分析影响试油与完井封隔器的定位性能参数。     

实体膨胀管套管补贴技术研究及工程运用

随着油田的不断开采,油套管损坏日趋严重。本文主要介绍了实体膨胀管套管补贴技术的原理及工程运用,为油田老井的恢复及再生提供了崭新的技术手段,并指出了实体膨胀管套管补贴技术的发展方向和前景。     

基于Diamond机械手的大批量、多类型电池自动分选装备建模与仿真

研究一种电池自动分选装备.根据设计要求,结合厂家原有生产装备,进行实体建模和计算机仿真.文中首先根据机械手的运动规律建立几何模型,然后进行模型转换,最后进行运动学仿真和实体的分选仿真,为控制系统的研究提供了重要的理论依据.     

鼓式制动器的热固耦合分析

制动器是车辆的重要组成部分,制动器的热稳定性对车辆等稳定性、安全性等有很大影响。在有限元软件环境中建立鼓式制动器的有限元模型,鼓式制动器加载条件按照实际安装情况加载,同时考虑螺栓预紧力对制动鼓仿真性能的影响。分析工况分为紧急制动和德国15次连续制动两种工况。仿真分析结果表明:螺栓预紧力对鼓式制动器的仿真分析结果影响较大;紧急制动的工况下制动鼓最高温度远低于德国15次连续制下的制动鼓最高温度;温度越高引起的热应力越大;给制动器的进一步改进提供指导依据。     

液力变矩器轴向变形研究

液力变矩器在工作过程中发生轴向变形改变了与相邻零部件的位置关系,影响传动的可靠性。首先,分析了液力变矩器结构,然后通过分析液力变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀研究了变矩器的轴向变形,并进行液力变矩器实体建模、有限元仿真计算;最后,通过变矩器的轴向力试验进行验证得出液力变矩器的轴向变形主要由变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀引起。     

航空发动机试验器连接机匣动力学模型的确认方法

提出一种基于参数灵敏度的航空发动机连接机匣动力学模型确认方法.以航空发动机整机试验器机匣系统为研究对象,以实测数据为参考基准,对单个机匣有限元简化模型进行修正与模型确认;基于实体薄层单元建立两段机匣连接结构有限元模型,并对薄层刚度进行模型修正;基于修正后的实体薄层单元建立连接机匣连接结构有限元模型.机匣组件模态测试数据与有限元模型模态仿真数据对比表明:最终确认的机匣组件的有限元模型能够有效地反映实际结构动力学特性.     

膨胀悬挂器力学性能分析及试验研究

采用解析方法、有限元方法对影响悬挂器膨胀力的关键技术因素进行研究,得到了膨胀锥结构、本体材料等因素对膨胀力的影响规律。针对膨胀悬挂器实际工作状态,对膨胀本体在上层套管内膨胀进行了计算与试验研究,得到膨胀力、悬挂力与本体结构的关系。试验表明所采用的计算、试验方法能够较为精确的计算本体发生塑性变形所需要的膨胀力及膨胀后形成的悬挂力,研究成果为提高膨胀尾管悬挂器性能与整体结构优化设计提供了依据。     

圆锥管连接螺纹牙变形及应力分布研究

以圆锥管螺纹为研究对象,在弹性力学的基础上,结合组合厚壁圆筒理论,建立了圆锥管螺纹过盈连接的计算模型,得到了圆锥管套管螺纹牙接触齿面上的径向变形计算公式。以P-110S圆锥管螺纹为研究对象,利用ABAQUS大型有限元分析软件,建立了圆锥管套管接头的弹塑性轴对称接触有限元模型,分析了套管接头在不同的使用工况(包括过盈、施加轴向拉伸载荷等)下螺纹牙上的变形及应力分布规律。     

耦合振动对传动系统影响的仿真研究

基于MSC.ADAMS软件,初步探讨了系统动力学模型的建立及仿真问题。主要利用三维实体造型工具UG和多体动力学仿真工具MSC.ADAMS建立了750 kW风力机组系统多刚体模型,对故障率较高的齿轮进行啮合力仿真分析,对齿轮箱故障进行了预测。     

微孔发泡注射成型关键技术的试验研究

采用理论分析和试验研究相结合的方法,研究了微孔发泡注射成型工艺问题.结果表明:过饱和压力越高,气泡稳定膨胀所需的临界气泡半径越小,均相成核率越高,气泡长大越快.气体含量越高,成核速率越大,气泡成长速率降低,尺寸减小,更易达到微孔结构.