压电螺型位错和共线界面刚性线夹杂的干涉效应

研究了压电材料中压电螺型位错和共线界面导电刚性线夹杂的电弹干涉效应．运用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答．作为算例,求出了界面含一条刚性线夹杂时两种压电介质区域广义应力函数的封闭形式解．导出了作用在位错上的像力和刚性线夹杂表面剪应力和电位移的解析表达式．讨论了界面刚性线长度,两种材料的剪切模量比和压电系数比对位错力和刚性线表面剪应力的影响规律．为进一步研究该类问题提供了一个基本解。     

裸眼完井螺旋钻孔-射孔套管的有限元分析

针对裸眼完井中一种新型的螺旋钻孔-射孔套管,结合室内材料试验及有限元法,对不同深度的直井和水平井中套管承受非均匀载荷的力学性能进行分析。结果表明:随井深增加,套管所受应力和最大变形增加;同井深情况下,随着套管孔眼数量和孔眼面积增加,套管最大变形增加,最小应力减小、最大应力增加。应力集中是降低套管承载力的主要因素,选用套管时要考虑到载荷不均匀系数引起的应力破坏和变形引起的失稳破坏。研究结论可为合理选择、设计套管,确定套管钻孔和射孔的孔径、密度、相位,分析钻孔后套管的剩余强度,保证套管使用的安全性提供一定的理论依据。     

含界面效应纳米尺度圆环形涂层中螺型位错分析

研究了纳米尺度圆环形涂层(界面层)中螺型位错与圆形夹杂以及无限大基体材料的干涉效应.涂层与夹杂的界面和涂层与基体的界面均考虑界面应力效应.运用复势方法,获得了三个区域复势函数的解析解答.利用求得的应力场和Peach-Koehler公式,得到了作用在螺型位错上位错力的精确表达式.主要讨论了界面应力对涂层(界面层)中螺型位错运动和平衡稳定的影响规律.结果表明,界面应力对界面附近位错的运动有大的影响,由于界面应力的存在,可以改变涂层内位错与夹杂/基体干涉的引斥规律,并使位错在涂层内部产生三个稳定或非稳定的平衡点.考虑界面效应后,有一个额外的排斥力或吸引力作用在位错上,使原有的位错力增加或减小.     

气体钻井中接触非线性问题的数值算法研究

根据动量守恒和钻柱力学的基本理论,建立了气体钻井三维弯曲井眼钻柱动力学模型和钻柱与井壁接触碰撞模型;提出了一种求解钻柱与井壁接触非线性有限元方程的元胞自动机算法。该方法具有编程简单、收敛速度快等优点,以实际工况为例进行仿真模拟,选取有代表性节点的仿真计算结果并加以分析。仿真结果表明:该方法较好地解决了三维弯曲井眼中钻柱与井壁接触碰撞的复杂边界条件问题,在解决气体钻井钻柱与井壁接触非线性问题的研究中具有良好的应用前景。     

基体裂纹与界面刚性线的弹性干涉

研究两种材料界面上的刚性线与其它任意位置处直线裂纹弹性干涉的反平面问题。基于界面上刚性线与任意位置处螺型位错干涉的基本解,运用连续位错密度模型法将问题转化为奇异积分方程。用半开型积分法求解奇异积分方程,得到位错密度函数的离散值,计算裂纹尖端处的应力强度因子。算例说明该方法可用于工程实际问题。     

钻柱卡点预测实验

卡点预测是处理卡钻事故的关键。利用管柱扭转变形的特性,设计了无钻杆接头的单一管柱和有钻杆接头的组合管柱,并分别建立了卡点预测计算公式。利用管柱力学实验平台、四分量传感器、数据无线传输系统、HP数据采集系统和相关数据处理软件,对两种管柱进行了扭转实验。本次实验结果为:对于单一管柱,相对误差为-1.88%;对于组合管柱,当不考虑钻柱接头的影响时,相对误差为-3.8%,考虑钻柱接头的影响时,相对误差为-1.02%。实验结果表明:扭转法可用于直井中钻柱卡点预测,钻杆接头和钻柱加厚部分对卡点计算的影响较大,用带有修正系数的计算公式预测精度较高。     

用贴片光弹法研究螺栓预紧力

贴片光弹法是一种通过精确测量表面应变来获得应力的光测实验方法。为了有效且快速的评价螺栓预紧力,采用贴片光弹的方法,在螺栓头部表面粘贴一片环氧树脂材料,对螺栓施加一定的预紧力时,在反射光弹仪的偏振光场下直接可以观测到螺栓头部贴片中的光弹条纹。随着螺栓预紧力的变化,条纹相应发生改变,从而获得螺栓预紧力与光弹贴片中条纹级数的关系。由于该方法具有灵敏度高、直观、全场、简单等诸多优点,适合现场测量和检测,从而便于推广。     

DYNAMIC BEHAVIOR OF SEVERAL CRACKS IN FUNCTIONALLY GRADED STRIP SUBJECTED TO ANTI-PLANE TIME-HARMONIC CONCENTRATED LOADS

This paper contains a theoretical formulations and solutions of multiple cracks sub- jected to an anti-plane time-harmonic point load in a functionally graded strip. The distributed dislocation technique is used to construct integral equations for a functionally graded material strip weakened by several cracks under anti-plane time-harmonic load. These equations are of Cauchy singular type at the location of dislocation, which are solved numerically to obtain the dislocation density on the faces of the cracks. The dislocation densities are employed to evaluate the stress intensity factor and strain energy density factors （SEDFs） for multiple cracks with differ- ent configurations. Numerical calculations are presented to show the effects of material properties and the crack configuration on the dynamic stress intensity factors and SEDFs of the functionally graded strip with multiple curved cracks.     

Modeling of the hydrodynamics of a facility for removing mechanical impurities from oil

The separation of a viscous fluid flow by means of a device operating on the centrifugal principle was modeled. Parameters of the device with a specified separation size were obtained in a series of numerical experiments. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 49, No. 4, pp. 108–112, July–August, 2008.     

新型水下爆破切割弹的工程应用及数值模拟研究

通过钢管爆破切割实验和LS-DYNA 数值模拟软件分析研究了爆破切割弹解决卡钻问题的可行性, 然后针对安庆铜矿某一矿井的卡钻事故, 并结合井下地质情况, 在分析卡钻原因的基础上, 设计一种新型水下爆破切割弹. 通过加入12 根铜管将线性聚能引入到新型水下爆破切割弹中, 从而在爆破过程中形成了环形切割器, 利用聚能射流侵彻钻杆以达到破坏钻杆的目的. 通过爆破切割实验和工程实践可知, 新型水下爆破切割弹能够有效解决卡钻事故, 可为类似工程提供参考.