热结构在随机压力载荷作用下跳变响应计算与分析

先进的航空航天器结构暴露在严酷的工作载荷环境中,包括复杂的机械力载荷、压力载荷、声载荷和热载荷,这些载荷会导致结构以非线性方式响应.研究了随机压力载荷作用下高温薄壁结构动态响应计算方法,并构建了计算模型.首先讨论了温度对结构刚度的影响,分析表明屈曲前结构刚度随温度升高而降低,屈曲后结构刚度随温度升高而升高.在此基础上着...     

出砂量对射孔套管力学性能的分析计算

油井生产中地层出砂会严重影响射孔套管的力学性能,造成套管损坏.建立射孔套管在出砂层段的三维力学有限元模型,应用Ansys有限元软件分析该出砂层段射孔套管力学性能.研究认为,在出砂地层射孔套管力学性能变化较大,表现为射孔处套管的抗挤强度减小,套管最大应力在射孔处产生.均匀载荷下,套管应力与地层中出砂高度成抛物线关系,生产中应减小或增加出砂量达到远离出砂高度临界值,以减小套管应力.非均匀载荷下,随着出砂量增加,产生的空洞高度增加,套管的应力逐渐减小.因此,在非均匀载荷下,应提高出砂量以增加空洞高度,达到提高套管的抗挤强度,延长套管使用期限.     

出砂套管受力有限元分析

油气井开采过程中,生产层段由于出砂将在套管外部附近形成空洞,破坏了套管的受力环境,套管外部失去支撑。由于上覆地层压力的作用,使套管在轴向压力作用下产生屈曲变形。本文用弹塑性有限元法建立了出砂段套管屈曲变形的有限元力学模型。根据此模型,分析了某出砂引起套损后,套管的形态;特定上覆层载荷下,发生屈曲的自由套管段长度。这些结果为预防套管损坏和屈曲变形提供了依据。     

变温情况下地下储气井工况分析与研究

运用有限元软件模拟分析了井筒内压达到预期的25MPa,温度从28℃升高到50℃的极限状态时,套管和下封头等应力的变化情况.结合储气井现场现象建立了井筒工况模型,采用平面四节点等参元划分网格,使实际三维井筒模型简化为平面应变问题加以处理.详细分析温度变化对套管、套管与接箍以及套管与下封头的应力变化.经过计算分析,温度升高使得套管与下封头在充气、储气以及放气过程中的应力增加但处于弹性变化范围内,不过套管在这种长期交变载荷的作用下,可能会产生疲劳破坏.     

航空发动机高温空气管路补偿及分析方法研究

航空发动机高温区的空气导管,作为外部管路系统的重要组成部分,在工作中既承受着空气压力、弯曲载荷,又承受温度变化和发动机振动引起的交变应力综合作用,工作条件十分恶劣,极易因管路与机匣的变形不协调,产生疲劳破坏.而且高温区温度变化和机匣线性膨胀引起的管路刚性固定处的热应力,会提高管路自身的应力集中和降低管路持久强度极限.因此,在管路设计中需要着重考虑,如何避免或降低机匣变形带来的附加载荷对管路的影响.     

变压器的故障分析与处理

变压器是电力系统重要的组成部分,一旦发生故障,会给整个电力系统带来影响.本文主要分析了变压器防爆筒或压力释放阀薄膜破损,套管闪络放电、渗漏油、温度异常、声音异常、变压器铁心接地故障的原因,并提出了处理方法.     

套管抗挤强度分析及计算

为提高套管挤毁压力预测精度,应用统计方法对213根套管全尺寸挤毁试验数据进行了方差分析,研究了外径不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响。分析结果表明,径厚比、屈服强度是套管抗挤强度的主要因素,不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响呈随机性分布。利用有限元方法对外径不圆度、壁厚不均度和残余应力的不同位置组合进行了模拟分析。结果表明,数值相同的外径不圆度、壁厚不均度及平均残余应力组合不同时,套管的挤毁压力相差很大。最后提出了一个套管抗挤强度计算公式,计算简单,精度可满足工程要求．     

热采井套管损坏力学机理分析

热力法采油是提高稠油采收率的最重要方法.实践表明,稠油热采对井套管损坏十分严重.根据弹性力学厚壁圆筒理论,建立了套管应力计算模型,并通过实例计算了不同注蒸汽温度下生产过程中套管的有效应力强度.计算表明,注蒸汽热采井套管损坏的主要机理是注汽过程中较高的温度在套管柱内产生过大的热应力,导致套管内应力超过了套管屈服极限强度....     

泥页岩地层水井套管载荷、临界注水时间确定

为研究泥页岩地层注水井套管损坏问题,建立了考虑地层蠕变载荷和地层膨胀应力影响的力学模型,在理论分析和数值计算的基础上得到了膨胀地层套管载荷规律.随地层膨胀系数不同,泥页岩地层中膨胀应力可达远场载荷的数倍至数十倍.提出了套管损坏的临界注水时间确定模型,发现极限注水时间与注入速度为反比例关系;极限注水时间与套管的极限载荷为线性关系.可为油田膨胀地层套管损坏的预测和控制提供切实的工程手段.     

非均匀外压下含磨损缺陷套管的挤毁极限载荷分析

采用非线性有限元方法，按平面应变问题处理，分析了含磨损套管受井下非均匀外压作用时的挤毁极限载荷及挤毁失效方式，同时计算了含磨损套管受均匀外压作用时的挤毁极限载荷，与试验结果比较吻合。研究结果表明，套管在均匀外压下发生挤毁时，极限载荷最大，挤毁模式是套管磨损部位的管壁向管外凸出，屈服区主要分布在套管塌陷部位外壁及磨损部位的内壁。非均匀外压下发生挤毁时，挤毁模式是套管磨损部位的管壁向管内方向塌陷，屈服区域主要分布在套管挤毁后凸出部位内外壁及塌陷部位的内外壁。且外压分布越不均匀，挤毁极限载荷越低；套管偏心度越大，抗挤能力越差。