直驱式抽油机地脚螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对直驱式抽油机8型机地脚螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,同时对抽油机地脚螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值对比基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析的准确性。针对不同工况栽荷下抽油机地脚螺栓的受力进行了分析计算,得到不同工况载荷下地脚螺栓的应力分布云图,对工作载荷下基础不同倾斜角度时的地脚螺栓受力进行了有限元分析,得到了基础倾斜角度对地脚螺栓的应力影响规律,同时对螺栓进行疲劳分析,得到螺栓整体疲劳寿命和疲劳安全系数,通过分析可以有效的预测地脚螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,提高了该产品在市场的竞争力。     

风电机组主轴法兰螺栓连接疲劳损伤分析

高强度螺栓是MW级风电机组轮毂法兰与主轴法兰之间重要连接部件。针对其疲劳损伤分析,基于VDI2230高强度螺栓设计准则,首先提出并建立了以等效梁模拟主轴法兰螺栓连接的疲劳损伤有限元模型,同时验证了等效梁模拟螺栓连接的正确性。最后依据Eurocode3规范、Palmgren-Miner线性累积损伤理论对主轴法兰高强度螺栓连接疲劳损伤进行了计算。分析结果表明,螺栓在20年设计寿命中,不会发生疲劳失效。论文的研究成果为高强度螺栓连接建模与疲劳失效分析提供参考依据,具有一定的工程应用价值。     

一种楔形自紧式承压电缆法兰

在某爆炸实验中,爆室与室外的穿线管法兰盘承受管道内部最高16 MPa的瞬时压强,为确保内部电缆在爆炸过程中有很好的抗冲击效果,设计了一种自紧式法兰。先对该自紧式法兰进行结构设计,并对内部楔形块与电缆进行理论受力分析与有限元仿真分析,同时对选用8.8级连接螺栓进行强度校核,最后利用拉力计对该自紧式法兰进行拉力实验,并对理论计算值、仿真值和实验值进行分析。在实际应用中,该穿线管法兰满足了耐压强度要求,达到了预期的抗压效果。     

具有非线性垫片的螺栓法兰连接的理论计算与实验研究

按现行规范设计的螺栓法兰连接不能保证有效的密封,本文基于A.I.Soler等人对螺栓法兰连接的分析,对一具有非线性垫片的螺栓法兰连接进行理论计算与实验。该计算从螺栓——法兰——垫片系统出发,考虑垫片的物理非线性以及螺栓的拉伸和弯曲,分别模拟了系统在预紧和操作阶段的螺栓应力、法兰应力和垫片应力。此外,对一实际的法兰连接进行了实验研究,试验结果与计算结果吻合较好。     

直驱式抽油机平台支腿的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对新型高效节能直驱式抽油机8型机平台支腿进行了分析研究,建立了平台支腿的有限元模型,针对不同工况栽荷下和单边悬点载荷下基础不同倾斜角度时抽油机平台支腿进行分析计算,得到不同工况载荷下平台支腿的应力分布和基础倾斜角度对平台支腿的应力影响规律,为该系列抽油机的结构优化设计、安全性能分析提供有力的依据,提高该产品在市场的竞争力.     

半直驱开关磁阻电机抽油机研制及试验

开发了多极数低速大扭矩开关磁阻电机，研制了利用开关磁阻电机半直驱的游梁式抽油机，开关磁阻电机直接与减速箱输入轴连接，省去了皮带传动环节，整机结构更简单。开展了开关磁阻电机的方案设计、电磁参数计算及样机试制；针对半直驱特点，对开关磁阻电机与减速箱输入轴的连接结构进行了分析，研制了专用调心联轴器。对研制的半直驱开关磁阻电机抽油机进行了5口井现场试验应用，分析了其运行特点及节能效果；结果表明，与改进前的常规游梁式抽油机相比，半直驱开关磁阻电机抽油机整体效率提高，节能效果显著，具有良好的经济社会效益。     

MW级风力发电机塔筒环形法兰连接高强度螺栓疲劳评估

对于MW级风力发电机塔筒环形法兰连接高强度螺栓,采用M.Seidel曲线模型、Schmidt-Neuper分段线性模型及有限元分析模型,分别建立了法兰受载与螺栓应力之间的非线性关系,分析对比了3种模型在疲劳寿命评估中的利弊,确定了法兰受载与螺栓应力的合理模型。采用Eurocode 3规范选取材料的S-N曲线,根据Palmgren-Miner准则计算了连接螺栓的疲劳寿命,计算结果与理论分析一致。为塔筒环形法兰连接高强度螺栓的疲劳评估提供了重要方法。     

螺栓—法兰连接结构的多目标优化设计研究

螺栓—法兰连接结构是工程中一种重要的连接方式,强度和质量是其主要性能指标。将有限元法与最优化方法结合起来,可以很好地实现螺栓—法兰连接结构的多目标优化设计。文中基于响应面法确定法兰结构的几何参数组合,利用有限元分析软件Ansys对不同参数组合情况下的法兰结构进行应力场分析,获得响应面模型,然后通过MAT-LAB多目标优化设计方法,计算得到法兰结构的最优几何参数。数值计算结果表明,优化几何参数后的螺栓—法兰结构比原结构最大等效应力下降13.6%,质量下降12.5%。     

风电机组轮毂螺栓连接建模与接触强度分析

高强度螺栓是大型风电机组中重要的连接件。针对其接触强度分析,以某MW级风电机组中轮毂法兰与变桨轴承及主轴法兰螺栓连接为研究对象,基于VDI2230螺栓连接设计准则,首先建立了螺栓螺旋副接触刚度数学模型,提出采用等效梁模拟螺栓连接,并对轮毂螺栓连接进行有限元建模。在预紧力作用和极限工况下,分别对轮毂螺栓连接的接触强度进行了计算。结果表明,等效梁可准确模拟螺旋副接触力的传递;且在极限工况下,轮毂螺栓连接不会发生屈服破坏。提出的螺栓连接模型为螺栓接触强度分析提供了一种较为高效、准确的建模方法。     

发动机连接螺栓的裂纹故障测试与仿真分析

针对某特种车辆发动机连接螺栓出现裂纹的原因分析问题,通过车辆发动机试车获得了工作状态下该连接螺栓的轴向应变和两端振动加速度数据。建立了该连接螺栓的有限元模型并通过模态试验进行了模型修正。将应变和振动加速度转变为力和位移载荷施加到有限元模型中,求解该连接螺栓的瞬态响应并对计算结果进行了分析。最终通过计算的应力和位移结果以及断口形貌观察分析得到了连接螺栓出现裂纹的原因。该思路和方法可以应用到类似的故障分析中。