压缩式封隔器接触力学行为及坐封效果评价

针对Y341-114型压缩式封隔器,采用Yeoh橡胶本构模型,在封隔器坐封和坐封后两种工况下,运用有限元分析方法对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了该封隔器坐封过程中施加的载荷与轴向压缩量的关系以及坐封后的强度、接触应力和摩擦力校核。结果表明:在封隔器坐封过程中,中胶筒首先与套管发生接触,其次是上胶筒,最后是下胶筒;封隔器坐封后胶筒的应力集中于胶筒的肩部,其中下肩部应力集中现象尤为明显;胶筒与套管之间的摩擦力、接触应力均能满足分层注水工艺设计要求,能够有效封隔15 MPa的层间压差。     

扩张式封隔器胶筒密封性能影响因素分析

扩张式封隔器是一种常用封隔器,广泛用于油气开采过程中.为探究扩张式封隔器性能影响因素,建立封隔器有限元数值计算模型,讨论了胶筒长度、厚度、肩部倾角、胶筒座倒角和胶筒与套管间间距对胶筒密封性能和力学性能的影响.分析结果表明:胶筒座倒角为1 mm、胶筒肩部倾角为40°时胶筒应力集中程度最小;胶筒厚度改变对接触压力没有明显影...     

胶筒系统接触有限元优化设计

为了研究封隔器胶筒几何参数对密封性能影响,将套管、隔环、中心衬管和胶筒作为一个系统建立接触有限元优化设计模型。应用ANSYS的参数化设计语言APDL,编制其命令流。研究了几何特征参数和峰值接触压力之间的关系并进行了参数优化设计。结果表明：胶筒的总厚度对密封性能影响很大,胶筒子厚度对密封性能影响较小,胶筒的高度对密封性能的影响存在最优方案,接触倾角选取必须慎重。高度和接触倾角双因素优化设计结果显示：与初始方案相比,高度降低37.5%,接触倾角降低8.9%,峰值接触压力升高13.38%。     

液压封隔器胶筒座封过程数值分析

液压封隔器是通过水力作用使胶筒在套管环空内鼓胀，而与套管内壁接触并产生一定接触压力，克服了封隔器上、下套管环空液流产生的压差，达到分层目的。在座封过程中，胶筒产生较大的几何变形，此时橡胶材料特性是非线性的，胶筒与套管内壁的接触过程也是一个状态非线性问题，即封隔器胶筒的座封过程是一个兼有状态、几何和材料的三重非线性问题。采用数值模拟方法，对封隔器胶筒压缩过程、座封后胶筒与套管的接触压力分布规律及胶筒与套管内壁之间摩擦系数对接触压力分布规律的影响进行了分析。研究结果表明，封隔器座封完成以后，上胶筒与套管的接触压力最小，中胶筒和下胶筒的接触压力依次增大，整体分布呈二次曲线形式。从单个胶筒来看，3个胶筒与套管接触面上的压力分布规律并不相同。上胶筒表面的接触压力呈拱形分布，而中间胶筒和下胶筒的接触压力呈鞍形分布。随着摩擦系数的增加，3个胶筒的接触压力都将降低，同时摩擦系数的变化也改变了3个胶筒与套管接触压力的整体分布格局。当摩擦系数为0．3时，3个胶筒与套管接触压力最大值的变化梯度基本相等；当摩擦系数大于0．5时，只有下胶筒维持较高的接触压力。利用数值模拟方法，可以得到不同摩擦系数条件下胶筒的压缩位移与座封载荷变化的关系曲线。将实际胶筒座封试验测得的胶筒的压缩位移变形量随座封载荷的变化关系与数值模拟结果进行对比，可以确定胶筒与套管的实际摩擦系数。     

压缩式封隔器胶筒失效因素分析及措施

压缩式封隔器胶筒是封隔器的关键部件,对封隔器的工作效果起决定性作用。压缩式封隔器胶筒密封失效对生产正常运行的经济性、安全性危害极大。经压缩式封隔器胶筒模拟试验和现场试验,分析出压缩式封隔器胶筒失效的因素,通过优化压缩式封隔器胶筒的结构和提高施工工艺水平,可以有效的改善压缩式封隔器胶筒的密封性能。     

液压封隔器胶筒座封过程数值分析

液压封隔器是通过水力作用使胶筒在套管环空内鼓胀 ,而与套管内壁接触并产生一定接触压力 ,克服了封隔器上、下套管环空液流产生的压差 ,达到分层目的。在座封过程中 ,胶筒产生较大的几何变形 ,此时橡胶材料特性是非线性的 ,胶筒与套管内壁的接触过程也是一个状态非线性问题 ,即封隔器胶筒的座封过程是一个兼有状态、几何和材料的三重非线性问题。采用数值模拟方法 ,对封隔器胶筒压缩过程、座封后胶筒与套管的接触压力分布规律及胶筒与套管内壁之间摩擦系数对接触压力分布规律的影响进行了分析。研究结果表明 ,封隔器座封完成以后 ,上胶筒与套管的接触压力最小 ,中胶筒和下胶筒的接触压力依次增大 ,整体分布呈二次曲线形式。从单个胶筒来看 ,3个胶筒与套管接触面上的压力分布规律并不相同。上胶筒表面的接触压力呈拱形分布 ,而中间胶筒和下胶筒的接触压力呈鞍形分布。随着摩擦系数的增加 ,3个胶筒的接触压力都将降低 ,同时摩擦系数的变化也改变了 3个胶筒与套管接触压力的整体分布格局。当摩擦系数为 0 .3时 ,3个胶筒与套管接触压力最大值的变化梯度基本相等 ;当摩擦系数大于 0 .5时 ,只有下胶筒维持较高的接触压力。利用数值模拟方法 ,可以得到不同摩擦系数条件下胶筒的压缩位移与座封载荷变化的关系曲     

逆解法求封隔器胶筒与石油套管内壁挤压应力

由于胶筒位于套管内部，周围有油和水，工作环境极复杂，无法用直接测量或数值法得到挤压应力。作者利用电测法测出套管外壁应变，再结合有限元法，由测得的应变反算出封隔器胶筒与套管之间的挤压应力。结果表明，成功地为研究胶筒封隔器的工作状态提供了有效方法，并可为优化设计提供有价值的数据。     

尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒复合界面力学性能

以尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒为研究对象,对其进行单根帘线拔出试验,得到帘线与基体界面的临界破坏能;采用内聚力模型描述胶筒中帘线与橡胶基体界面的黏结状态,并建立尼龙66帘线与橡胶基体复合界面的脱黏失效准则;分析不同压力和井温环境下尼龙66帘线封隔器胶筒复合界面力学及工作性能。结果表明：胶筒中填充尼龙帘线能有效保护胶筒基体,避免橡胶基体发生剪切撕裂破坏;压裂泵压为80 MPa时下胶筒复合界面的破坏能大于临界破坏能,帘线与基体发生界面脱黏失效;在井温达到175℃时胶筒基体未发生剪切撕裂破坏,且胶筒复合界面胶接良好,尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒能在较高井温环境下工作。     

扩张式封隔器胶筒高温密封性能试验装置研制

扩张式封隔器胶筒高温密封性能的好坏直接影响作业措施的成败,并最终影响油田的整体产能开发。开发设计一套成本较低、满足使用要求的扩张式封隔器胶筒高温性能检验装置,对于提高油田在用扩张式封隔器制造质量,提升油田作业率,减少经济损失具有必要性。     

钢芯铝绞线同层线股间接触有限元分析

钢芯铝绞线在放线过程中,铝股与钢芯共同承担张力作用.由于导线的结构特性,不同层的股线所受的挤压分力与轴向分力是不同的.张紧的钢芯铝绞线在工作环境中产生的振动将使线股之间产生微小滑移或滑移的趋势,而引起线股的摩擦磨损.导线同层股线间接触区域的接触应力状况将对导线的磨损状态产生影响.本文通过对型号为LGJ-150/25(GB1179-83)的钢芯铝绞线同层股线间接触问题进行有限元分析得出:在接触中心,接触应力大,主要产生粘着磨损和塑性变形;在接触边缘区域,接触应力较小,滑移量大,主要产生滑动磨损.     

合理选择丁腈橡胶胶筒本构模型探讨

根据大变形橡胶理论和试验数据,利用最小二乘法原理,导出了确定橡胶本构模型系数的公式和评价本构模型优劣的公式。以两种封隔器胶筒材料—701#和29#丁腈橡胶的压缩试验数据为例,确定了二常数、三常数、五常数和九常数Mooney-Rivlin（简称M-R）本构模型和Yeoh三次幂本构模型的待定系数,进行了模型的误差评估和比较。结果表明：Yeoh三次幂本构模型拟合701#和29#材料试验数据能够满足精度要求,但M-R二常数本构模型误差太大;701#丁腈橡胶材料应选择M-R五常数以上本构模型;29#丁腈橡胶材料应选择三常数以上本构模型。     

ESPCPs推力球轴承接触问题有限元分析

采用Creo软件对推力球轴承轴承进行三维建模,基于Ansys Workbench分析软件中的Static Structural模块对接触区域的等效应力、应变进行了仿真分析,计算结果与Hertz理论解进行了对比分析得出采用数值模拟手段分析轴承在载荷作用下的接触应力是符合实际情况;仿真计算结果为分析潜油螺杆泵采油系统中的推...     

基于ANSYS的后装压缩式垃圾车推板有限元研究

后装式压缩垃圾车是一种集自动装填与压缩运输城市生活垃圾的工具,由于垃圾的密度不断下降,油价上涨等原因,使得推板结构研究尤为重要,本文以垃圾车推板为研究对象,首先在ANSYS中建立推板的有限元模型,对其进行静力学分析,得出推板的应力和应变情况,为后装式压缩垃圾车推板的优化研究提供依据.     

基于ANSYS的后装压缩式垃圾车刮板有限元分析

刮板是后装压缩式垃圾车用于收集垃圾的主要工作部件,其受力变形问题对整车的工作性能影响较大。为了实现轻量化设计,在分析刮板受力的基础上,利用NX和ANSYS软件,建立简化模型、划分网格、添加载荷与约束,得到刮板的应力应变云图;通过分析应力应变云图,得出刮板的最大应变出现在刮板下半部分的中部,最大应力出现在零件间接缝处的结论。因此,通过采取筋板不均匀布置、刮板两侧减重、增强压板接缝处的焊接质量,对刮板结构优化,进而节约企业成本、提高竞争力有较大的好处。     

考虑胎圈/轮辋接触的子午线轮胎三维有限元分析

近10多年来,有限元方法被越来越多的应用于轮胎设计过程,进行参数化研究,从而减少轮胎发展周期,甚至可以替代一定的轮胎测试.文中轮胎的材料非线性、几何非线性及接触非线性的有限元分析,着重研究了胎圈与轮辋接触面的应力分布.此外,要优化钢丝圈面积以提高耐久性,改进整个轮胎的设计以达到预期的疲劳寿命,必须准确掌握轮胎与轮辋之间的接触压力状态.     

基于散体力学的垃圾压缩设备的力学分析

通过对散体力学的研究,利用弹塑性力学理论,假定垃圾压缩厢体内的垃圾是服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性介质,垃圾与厢体壁之间的摩擦属Coulomb摩擦接触问题.采用有限元方法研究了垃圾屈服对厢体壁静态压力的影响,并将实测结果与有限元结果进行对比分析,修正了有限元计算模型.在垃圾压缩设备结构分析的基础上,对其整机的构件尺寸截面形状进行改进设计,达到了降低整机最大应力、使材料得到合理利用以及降低整机总质量的目的.     

电站锅炉锅筒内压应力三维有限元分析

本文通过对某国产300MW机组锅炉锅筒及其下降管三通的内压应力分布进行三维有限元分析，得出了内压应力的集中状况，对传统的疲劳寿命计算方法中内压机械应力的计算方法提出了改进建议。     

锅炉锅筒在实测边界条件下的应力场三维有限元分析

通常,锅炉锅筒的疲劳寿命估算是基于简化边界条件和初始条件的．文中针对某电站的实际运行参数对其３００ＭＷ机组锅炉锅筒的应力场进行了三维有限元分析及疲劳寿命估算．对传统的疲劳寿命计算方法提出了改进建议．     

木衬对提升机筒壳强度影响的有限元分析

针对矿用提升机卷筒容易开裂、塌陷、开焊或连接螺钉剪断等现象,应用大型有限元分析软件 ANSYS 对提升机筒壳进行了线性分析。为了节省计算机资源,简化了提升机筒壳的力学模型;考虑在静力状态下,建立了有限元分析模型;计算筒壳应力分布及强度大小,并对其结果进行分析,从而得出木衬对提升机卷筒的影响,为提升机生产厂家和用户提出了建议。     

基于ANSYS Workbench的后装式压缩垃圾车厢有限元分析

后装式压缩垃圾车厢是由钢板焊接而成的空间结构,由于垃圾力学性质的不确定性以及结构本身、载荷工况的复杂性,对车厢进行有限元分析存在较大难度。通过强大的有限元分析软件ANSYS Workbench对该结构进行有限元分析计算,获得车厢在实际工况载荷下的变形、应力分布情况,为后装式压缩垃圾车结构的改进与优化提供重要依据。