轴力及重力作用下钻杆最大弯曲应力计算

在考虑了钻杆接头、轴向力、钻杆重量以及钻杆本体与井壁接触等因素的前提下,应用平面弹性梁理论建立了钻杆在轴向拉力、轴向压力和轴向力为零时钻杆的最大弯曲应力计算模型。运用该模型计算出的钻杆最大弯曲应力远大于按井眼曲率计算的弯曲庆力,这说明钻杆接头对钻杆弯曲应力的分布有较大的影响。在计算钻柱强度时,应考虑接头对钻杆弯曲应力的影响,以实现安全钻井。     

循环条件下钻柱轴向力的计算和强度校核

对循环条件下钻柱的受力进行了分析，详细推导了由钻柱重力、钻井液静压力和流动压力引起的钻柱轴向力计算公式．研究结果表明，有效轴向力与流动压力梯度相关，而与流动压力的大小无关．给出了液流对管壁摩擦力的计算公式，并提出了循环条件下钻柱强度校核的方法．     

斜直井中扭矩和轴力共同作用下钻柱的屈曲问题

利用能量方法研究了轴向载荷和扭矩共同作用下钻柱的屈曲问题 ,着重研究了扭矩对钻柱屈曲的影响 ,理论分析和实验验证均发现 ,轴向载荷、井斜角和扭矩是影响钻柱屈曲的重要因素。当其他条件相同时 ,钻柱的屈曲载荷随井斜角的增加而增加 ,呈非线性 ;扭矩使钻柱的屈曲载荷明显降低 ,并且随井斜角的增大 ,降低的幅度减小 ;扭矩值越大 ,钻柱的刚度越小 ,钻柱屈曲载荷的降低程度就越显著。     

搭接节点圆钢管桁架结构轴力计算模型

以平面K型圆钢管搭接节点的试验数据为基础,通过对试验桁架建立铰接、半铰接和刚接杆系有限元模型,计算受外荷载作用下试验桁架各杆件的轴力.有限元计算结果和试验数据对比分析可知,节点试件腹杆和弦杆轴力的试验平均值更接近半铰接模型的计算结果.进一步弹塑性分析表明,在一定的几何参数条件下,搭接节点腹杆轴力可以根据半铰接模型得到的腹杆内力比例和实际加载量确定.建议在后续的搭接节点试验中,可将非节点区域的腹杆壁厚加大,以便通过弹性方法直接反算杆件轴力.     

轴力和弯矩作用下矩形梁几何中轴的曲率方程及应用

推导了理想弹塑性矩形横截面梁，在轴力和变矩联合作用下，几何中轴在完全弹性状态、单侧塑性状态及双侧塑性状态下的曲率方程，并将其应用于悬臂梁的变形及各极限载荷分析，从而为确定梁截面上任意点的位移提供了方便。     

联合载荷作用下高速角接触球轴承快速计算方法及接触角分析

针对现有球轴承模型的所含非线性方程组数目较多、模型计算效率较低的问题。在JonesHarris模型的基础上,选用轴承内部接触角为迭代变量,并对轴承内部局部平衡方程进行推导及化简,有效地减少了轴承模型中非线性方程组的个数(减少了2Z个非线性方程,Z为滚珠个数),从而大幅减少了模型的计算量。此外,接触角作为高速角接触球轴承最为重要的动态参数,在上述模型的基础上,分析了多种因素对轴承内部接触角的影响规律。研究结果表明,改进后的模型具有更高的求解效率,通过施加适当的力矩载荷可消除由于径向载荷所带来的接触角分布不均匀的负面影响。     

非均匀预紧力作用下螺栓连接框架结构频响函数计算

机械装备中的框架结构大多通过螺栓连接在一起,各螺栓之间出现非均匀预紧会对框架结构的振动特性参数（如频响函数）产生明显的影响。基于有限元法提出了一种考虑螺栓非均匀预紧的框架结构频响函数计算方法。按照频响函数的定义,根据模态叠加原理推导出适用于螺栓连接框架结构频响函数的计算公式;从服务于频响函数计算的需求出发,基于ANSYS软件阐述了螺栓非均匀预紧的模拟及提取包含非均匀预紧的框架结构刚度及质量矩阵的方法;给出了基于ANSYS和Matlab两种软件平台对螺栓连接框架结构频响函数进行计算的分析流程;以一个包含4个连接螺栓的框架结构为对象进行了实例研究,用试验证明了所提频响函数计算方法的合理性,在此基础上从试验及仿真两个角度分析了螺栓预紧力对框架结构频响函数的影响。结果表明,随着螺栓预紧力的增加,框架结构固有频率及频响函数峰值均变大。     

钢管混凝土短柱轴压承载力计算模型误差及算法

为了进一步提高钢管混凝土短柱轴压承载力计算的准确性,文章收集和整理了国内外562个钢管混凝土短柱轴压承载力试验数据,采用相关规范中轴压承载力计算模型对562个试验试件进行计算并分析了规范计算模型的误差,在规范计算模型误差分析的基础上,引入混凝土轴心抗压强度提高系数β_sc,提出了钢管混凝土短柱轴压承载力建议计算公式。结果表明:相关规范中轴压承载力计算模型在计算钢管混凝土短柱轴压承载力方面具有较高的准确性,计算模型误差平均值在0.775～1.310之间,但规范计算模型的理论计算值相比于试验值多数偏高;文中所提出的建议计算公式能够准确地计算钢管混凝土短柱轴压承载力且其误差大于1的占比超过80%。     

时滞反馈及轴力作用下弹性梁的非线性振动

基于时滞反馈控制策略及Euler-Bernoulli梁理论,建立了轴力作用下弹性支座压电耦合梁的非线性动力学模型.通过模态分析和线性稳定性分析,得到了压电耦合作用时滞反馈条件下的系统稳定性条件.采用Galerkin方法和非线性振动的多尺度法,从理论上推导出时滞动力系统的分岔响应.结果表明,对于某一确定的时滞,控制增益的变化可能会导致周期运动、拟周期运动以及混沌运动.     

径向载荷作用下的管道泄漏塑性分析及应用

在管道高静压区特殊地段抢修施工之前,将管道压扁,能够在短时间内最大限度减少或者止住油品泄漏危害。基于管道塑性变形规律和能量原理,利用"Bow-tie"管道塑性变形计算模型,对管道在径向挤压和管内泄漏余压作用下的塑性变形进行分析计算,计算管道挤压所需载荷量。结果表明,管道挤压载荷变化呈现"s"形递增,为管道挤压抢修提供理论和实践依据。     

斜直井中扭矩和轴力共同作用下钻柱的屈曲问题

利用能量方法研究了轴向载荷和扭矩共同作用下钻柱的屈曲问题,着重研究了扭矩对柱柱屈曲的影响,理论分析和实验验证均发现,轴向载荷、井斜角和扭矩是影响钻柱屈曲的重要因素。当其他条件相同时,钻柱的屈曲载荷随井斜角的增加而增加,呈非线性,扭矩使钻柱的屈曲载荷明显降低,并且随井斜角的增大,降低的幅度减小;扭矩值越大,钻柱的刚度越大,钻柱屈曲载荷的降低程度就越显著。     

轴向拉力作用下管螺纹扣牙力分布及其计算

管螺纹接头在轴向拉力作用下.扣牙力分布曲线呈两头高、中间低的抛物线状.这种极不均匀的扣牙力分布是制约管螺纹承载能力的根本原因.本文定性描述了扣牙力分布曲线的成因.并用解析法定量求出管螺纹旋合段内的各个扣牙力.实验证明.这种方法的计算精度可较好地满足工程计算的需要.     

含周向裂纹管道在非对称弯矩组合载荷作用下塑性极限载荷分析

根据净截面垮塌准则 ,分别求出了含埋藏裂纹、外表面裂纹、内表面裂纹、穿透裂纹管道在非对称弯矩、内压及轴力三种载荷共同作用时的塑性极限载荷计算公式 ,并给出了穿透裂纹在纯弯曲时中性轴圆心角和无量纲弯矩系数随裂纹偏离角的变化情况。所给出的计算公式可用于管道安全评价。     

含周向裂纹管道在非对称弯矩组合载荷作用下塑性极限载荷分析

根据净截面垮塌准则,分别求出了含埋藏裂纹、外表面裂纹、内表面裂纹、穿透裂纹管道在非对称弯矩、内压及轴力三种载荷共同作用时的塑性极限载荷计算公式,并给出了穿透裂纹在纯弯曲时中性轴圆心角和无量纲弯矩系数随裂纹偏离角的变化情况。所给出的计算公式可用于管道安全评价。     

用有限元法分析非轴对称载荷作用下波纹管的应力与位移

提出了非轴对称载荷作用下计算波纹管的位移和应力的有限单元法。将波纹管离散为锥壳单元，单元之间用节点圆相连结，载荷和位移沿环向展开成傅立叶级数，这样降低了计算维数，减少了计算工作量。分析和算例表明，该方法能方便有效地用于计算波纹管的位移和应力，可为工程中波纹管的设计提供理论依据