油田压裂车车架的多工况疲劳寿命分析

为了分析多工况下压裂车车架的疲劳强度,进行了轮胎悬空、道路颠簸、制动、普通压力振动冲击和高压振动冲击5种工况下压裂车疲劳寿命分析,并对恶劣工况进一步拟合分析,进行疲劳损伤累积。在建立车架有限元模型的基础上,将各工况下的应力仿真数据与试验数据进行了对比,两者的误差在10%以内,验证了有限元模型的准确性。将压裂车5种工况下的动力学分析结果作为疲劳分析的随机载荷谱,得出压裂车车架有足够的强度。通过危险工况的疲劳损伤累积,拟合出压裂车疲劳寿命为完整出工104次。     

2500型压裂车车架疲劳寿命分析与预测

以2500型压裂车车架为研究对象,分析了压裂车所受动态载荷的2种典型工况。将动态载荷施加到有限元车架模型上,对其进行瞬态动力学分析,得出车架在动态载荷下每一瞬时的应力分布情况。基于上述分析结果中的数据,分别利用解析法和有限元法对车架进行了弯曲疲劳寿命分析。结果表明,该车架在运移工况下,焊接点处在循环一定次数时首先发生疲劳破坏。     

多工况连续油管疲劳寿命预测方法研究

连续油管作业过程中经历复杂工况,现有研究方法大多仅考虑了单一工况,使得连续油管的疲劳寿命难以准确预测。为提高连续油管疲劳寿命预测的准确性,通过考虑连续油管作业在多工况条件下的特点,依据Manson-Coffin模型、Miner法则及中性层假设,建立含磨损、冲砂、疲劳损伤的连续油管疲劳寿命判断依据;开展连续油管疲劳性能试验,获得CT110连续油管的疲劳寿命模型关键参数;基于连续油管的使用档案,进行了某使用日历下连续油管疲劳寿命算例分析,形成多工况连续油管疲劳寿命预测方法。结果表明：在给定使用日历下,?50.8 mm×4.4 mm CT110连续油管的理论起下作业次数为11次,进行10次作业后连续油管极限载荷为645 MPa,与未使用时相比损失了17%;随着作业次数增多,连续油管寿命明显降低,其截面极限载荷呈下降趋势。本文所研究的多工况连续油管疲劳寿命预测方法为连续油管在实际使用过程中疲劳寿命预测及降级使用提供技术指导。     

2500型压裂车副车架拓扑优化及分析

压裂车副车架是连接车辆底盘和安装设备的重要部件,承受压、扭及弯曲等载荷,需要足够的刚度和强度。在分析拓扑优化方法的基础上,利用变密度法对2500型压裂车副车架进行拓扑优化分析,得到副车架横梁的形式和布置位置,改进了副车架的设计方案。2种设计方案的强度对比分析结果表明:在横梁数量减少的情况下,副车架的承载能力提高了10.1%。     

石油输送管线的疲劳裂纹扩展与寿命预估

用紧凑拉伸（CT）试件，测试了API5LX52管材及焊管接头的疲劳裂纹扩展速率，根据泵站的载荷谱，估算了管线的服役寿命。指出管线运行载荷谱及焊管缺陷对石油管线的服役寿命有重要影响。减少运行中管线的压力波动。消除焊趾缺陷。严格焊管生产的无损检查，对延长管线的服役寿命有重要作用。     

复杂载荷作用下海上导管架的疲劳寿命研究

研究估算海上导管架的疲劳寿命及可靠性分析具有十分重要的意义。对海上导管架在复杂环境条件和操作条件下的疲劳损伤进行了系统和深入研究,在Pairs公式和Mason公式的基础上进一步推导,将多种载荷对导管架疲劳的影响综合在一起,提出了复杂载荷作用下的疲劳分析公式。Miner法则认为3种载荷作用下导管架的疲劳损伤可以用各自单独作用下的疲劳损伤计算获得,并将具体数据代入公式计算,验证了该方法的正确性。     

井口装置的疲劳寿命分析

论述了对井口主要承压部件进行力学分析及计算疲劳寿命的过程。依据断裂力学和疲劳断裂理论，结合双管热采井口的实际工况，分析、计算其应力分布，掌握应力应变的变化规律，对井口装置的疲劳寿命进行了分析和研究，计算出了不同工况条件下热采井口的预测寿命，为产品的设计研发提供了科学的理论依据。     

多轴交变载荷下套管长圆螺纹疲劳失效分析及寿命预测

在下套管以及压裂作业过程中,套管螺纹在多轴交变载荷作用下极易发生疲劳失效,影响施工进度.针对该问题,通过有限元方法,利用Abaqus软件建立套管长圆螺纹有限元模型,对上扣后套管螺纹在拉伸、压缩、内压力等多轴交变载荷作用下的应力、应变进行了分析,并基于Mises屈服准则的寿命评估法对套管螺纹在多轴交变载荷下的寿命进行计算...     

温度循环的疲劳损伤及其寿命估算方法的研究

探讨了变动温度下的高温蠕变断裂寿命的估算和两个固定温度点之间温度循环的疲劳损伤寿命的估算,提出了两种解决温度循环疲劳损伤寿命的损伤力学方法,解决了变动温度所引起的疲劳损伤问题,对于热疲劳损伤的研究具有一定的价值。     

疲劳工况作用下设备法兰的结构设计

本文以某疲劳设备为例,对原衬环法兰的结构进行分析,并对原结构设计进行优化,以优化后的法兰连接结构建立有限元模型,依据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》(2005年确认)对该结构的疲劳强度进行分析计算校核,保证结构连接强度满足规范要求,为设备法兰在疲劳工况作用下的结构设计提供了参考。     

估算海洋石油钢结构疲劳寿命的损伤力学新方法

基于损伤力学估算海洋石油钢结构疲劳寿命的新方法,首次提出石油大学建立的非线性疲劳损伤数学模型(定名为贾—方疲劳损伤数学模型)。同时,还给出了数学模型中与材料有关的疲劳损伤参数的确定方法;介绍所进行的表面裂纹的疲劳裂纹损伤试验,以及通过试验宏观测量疲劳损伤因子的方法;在试验验证的基础上,给出常幅或随机载荷作用下,估算海洋石油钢结构疲劳全寿命的损伤力学方法及计算公式。     

连续管井口疲劳寿命预测方法研究

连续管作业过程是大变形塑性过程。通过理论分析和有限元分析相结合的方法,在对连续管因弯曲引起的轴向应变、环向应变和径向应变进行分析的基础上,建立了连续管疲劳寿命预测模型。试验对比分析结果表明,此模型可以较好地预测连续管的寿命;同时指出:随着循环次数的增加,连续管的直径也在增大,平均应变水平随之增大,而壁厚在减小,所以表现为连续管越接近损伤极限,每次的损伤值也越大。     

焦炭塔疲劳寿命有限元分析

以焦炭塔失效敏感部位筒体与裙座连接部位为研究对象,基于JB47321995《钢制压力容器分析设计标准》和新版ASME-Ⅷ-2弹塑性分析标准两种方法,利用有限元分析结果,对焦炭塔疲劳寿命进行分析。结果表明,采用弹塑性分析方法对焦炭塔进行寿命估算更为合理,更加安全。     

气体钻井API钻铤螺纹多轴疲劳寿命研究

据现场钻具失效统计,气体钻井在大钻压作用下,常发生钻铤螺纹疲劳断裂失效。因此,引入多轴疲劳强度理论到气体钻井钻铤疲劳寿命研究,借助Pro/E软件建立API钻铤螺纹三维实体模型,并在气体钻井钻铤螺纹模型计算结果的基础上分析了API钻铤螺纹的应力分布规律,根据多轴疲劳寿命理论预测得到气体钻井钻铤螺纹的疲劳寿命值约为2×105次。研究结果为气体钻井API钻铤螺纹快速失效机理研究提供了参考。     

修井机甲板导轨有限元疲劳寿命分析

以JZ9-3CEPD平台HXJ135DB海洋修井机为例,采用ANSYS通用有限元计算软件建立海洋修井机甲板导轨三维模型,以海上环境工况下得到的支反力计算书为依据,进行强度计算,得到整体应力值分布,分析应力最大点产生的原因,并提出焊接工艺的合理化建议。根据疲劳寿命理论和计算公式,计算得到应力最大点的疲劳寿命,给导轨海上维保提供依据。     

钻杆接头多轴疲劳寿命

在实际钻井过程中,钻杆接头以螺纹连接处的疲劳破坏为主,导致钻井成本显著增加。现有对钻杆接头的研究主要集中于钻杆接头的静力学特性分析,少有涉及钻杆接头的疲劳破坏的研究。基于虚功原理、Von Mises屈服准则及接触非线性理论,考虑螺纹升角的影响,建立了钻杆接头的三维有限元计算模型,分析了钻杆接头的上扣特性及其在复合载荷作用下的力学特性。基于材料S-N曲线,综合考虑尺寸系数、应力集中系数、表面加工系数及表面强化系数的影响,确定了钻杆接头的弯曲疲劳S-N曲线理论模型,通过对比验证建立了满足工程要求的钻杆接头疲劳有限元计算模型。运用多轴疲劳算法,计算了钻杆接头在复合交变载荷下的疲劳寿命,分析了残余应力和表面质量对疲劳寿命的影响。研究结果表明,在上扣扭矩或复合载荷作用下,钻杆接头最大Mises应力均出现在公扣第1有效啮合螺纹牙根处;弯曲井段API钻杆接头的疲劳寿命较小,建议开发适合超深井、水平井、大位移井及大斜度井的专用钻杆接头;残余应力与表面质量对钻杆接头的疲劳寿命影响较大,在钻杆接头螺纹根部引入可控的残余压应力和改善表面质量可以大幅提高其疲劳寿命。     

压力容器疲劳寿命的可靠性分析

介绍了压力容器结构的疲劳扩展寿命计算公式,考虑几种主要参数的不确定因素,应用蒙特卡罗法抽样计算了其中服从不同分布的随机变量值,得出了在一定置信度和一定可靠性下的疲劳裂纹扩展寿命以及在一定使用寿命时结构的失效概率。比较了不同初始裂纹尺寸和断裂韧度对疲劳寿命的影响。利用数值积分法编制了计算机程序。算例证明了此计算方法在疲劳寿命可靠性估计中的可应用性及其工程意义。     

不同内压作用下连续管疲劳寿命有限元分析

为了弥补理论计算难以准确预测连续管疲劳寿命的不足,用ANSYS Workbench有限元分析软件建立了工作状态的连续管三维有限元力学分析模型,给出了连续管疲劳寿命有限元分析步骤,分析了不同内压作用下连续管的疲劳寿命,考察了壁厚对连续管疲劳寿命的影响,并与之前文献通过试验方法得到的结果进行比较。研究结果表明:不同内压作用下,不同壁厚连续管疲劳寿命有限元软件计算结果与试验结果趋势相同,最大误差小于8.46%,平均误差5.84%~7.04%,满足工程精度要求,可以采用有限元方法进行连续管疲劳寿命分析;增加壁厚不仅可以增加连续管的强度,还可以延长其疲劳寿命。     

HFW钢管焊缝疲劳特性与疲劳寿命预测方法研究

受停输启用和供需变动的影响,油气管道的输送压力会发生周期性的变化,疲劳失效问题异常突出.特别是对于含有裂纹缺陷的管道,在疲劳载荷的作用下,若管道的应力强度因子幅超过疲劳裂纹扩展门槛值,裂纹就会发生疲劳扩展.当裂纹扩展到一定程度,超过管道运行压力下所能承受的临界缺陷极限尺寸,管道就会发生疲劳失效,从而影响到管道的使用寿命...     

含双裂纹缺陷海底管道疲劳寿命的分析

裂纹缺陷是制约海底油气管道正常运行的关键因素,裂纹会引起管道运行期间的泄漏、断裂,双裂纹共同作用对管道的破坏更为严重。该文研究了含双裂纹缺陷管道的疲劳寿命变化规律,计算了裂纹与管道轴线夹角的变化,双裂纹之间夹角和距离变化对管道疲劳寿命的影响,并对其进行敏感性分析。结果表明,双裂纹之间夹角和距离固定,疲劳寿命随着裂纹与管道轴线夹角的增加而降低,但是变化率逐渐增加;裂纹与管道轴线夹角固定,双裂纹之间夹角和距离变化时,疲劳寿命曲线会出现多个极值点,极小值多出现在夹角为90°时。分析结果可以为海洋工程的实际情况提供参考。