有限元分析在涡轮钻具强度研究中的应用

用有限元法对涡轮钻具上使用的新型叉口式万向节结构及其上接头进行了分析:确定其应力分布形式,找出应力最大点的位置,同时,在NJ-100B型扭转试验机上,对1∶2的钢件模型进行电测实验,测出了表面一些点的应力;用三维光弹冻结切片实验,测出万向节的应力分布,证明有限元计算结果的正确性.最后,根据分析结果提出改进现有叉口式万向节结构的措施,并在实际设计中得到应用.     

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。     

机械原理教学中体现专业特色的探索与实践

介绍了长江大学在专业面向拓宽后在机械原理教学中体现专业特色的探索与实践.通过在课堂教学中以石油机械为例子、在课程设计中以石油机械为题目、在指导学生科研中以石油机械为对象等办法,既满足了机械原理的教学要求,又使学生受到了一定的熏陶,     

李萨如空间轨迹钻井液振动筛运动学特性分析

钻井液振动筛是石油钻井固控系统中的关键设备,为探索新的振动轨迹,提高振动筛的处理效率,提出了一种三激振电机李萨如空间轨迹钻井液振动筛。建立了振动筛空间运动微分方程,求出其稳态解。运用Simulink软件进行运动学仿真,研究振动筛各方向的运动学参数变化。研究结果表明:该振动筛能够实现稳定的运动,可产生空间内的李萨如运动轨迹;振动筛沿圆周激振电机的轴线方向为主运动方向,其位移、速度和加速度幅值远大于辅运动的幅值,其中主运动稳定位移约为辅运动的4倍,有利于振动筛上物料的迅速抛出和分层;辅运动使得筛分颗粒不再卡孔筛糊。研究结果为空间运动轨迹钻井液振动筛的设计分析及新的筛分方法研究打下了理论基础。     

三缸单作用柱塞泵曲轴的理论分析与强度计算

介绍将力学和有限元分析相结合进行三缸单作用柱塞泵曲轴强度分析的方法。以某型柱塞泵曲轴为例阐述力学分析和有限元分析的过程。与传统的力学方法相比较，该方法不需要编制复杂的程序。提高了效率和准确度。可用于其它类曲轴等较为复杂的零件强度分析。     

抽油机曲柄自动调平衡系统的设计与实验研究

针对游梁式抽油机调平衡费时费力、精度不高等问题,设计了一种抽油机自动调平衡系统。文章详述了其核心部分曲柄自动调平衡机构的工作原理和具体结构,以曲柄扭矩均方根最小为准则推导了添加辅助平衡块后,平衡重半径的计算公式。通过可拆分式导电滑环,完成了动力和信号传输。设计了载荷模拟装置,在实验室完成了抽油机曲柄自动调平衡的相关试验。结果表明：曲柄自动调平衡机构结构紧凑、拆装方便,能够自锁,且能实时精准定位,平衡效果好。     

圆柱正弦活齿传动扭转振动系统刚度研究

针对圆柱正弦活齿传动过程中的受力情况,基于弹性小变形和变形协调假设,提出了理论状态下啮合作用力分析模型;根据赫兹理论和啮合副的几何关系,建立了啮合副的啮合刚度模型,推导出接触点处主曲率和啮合副啮合刚度计算公式;依据能量不变原理建立了系统扭转振动模型,给出了等效扭转刚度计算公式,形成了一套完整的系统刚度矩阵计算分析方法;结合具体实例进行了分析,发现该扭转振动是一个时变系统且系统刚度矩阵呈现周期分布的特点,求出了周期计算公式,并提出了两种简化求解该扭转振动系统固有频率的方法。分析结果可作为圆柱正弦活齿传动机构的结构设计、振动分析的基础。     

圆柱正弦活齿传动接触问题研究

为了研究圆柱正弦活齿传动机构零部件之间的接触特性,在弹性小变形和变形协调假设的基础上建立了理论状态接触力计算模型,根据啮合副几何关系求出接触点处主曲率公式,依据弹性接触理论推导出圆柱正弦活齿传动接触尺寸和接触应力计算公式。通过实例分析,获得了圆柱正弦活齿传动机构的接触面积、接触应力变化规律。分析结果表明:在壳体正弦滚道波峰和波谷位置,各啮合副最大接触应力值为零;在壳体正弦滚道拐点位置,各啮合副接触应力值最大;活齿架的最大接触应力比主动轴和壳体大,因此,活齿架更加容易发生疲劳损坏。     

定向井有杆抽油系统悬点最小载荷计算探讨

简便并准确地计算定向井悬点最小载荷是抽油机平衡性判断和某些工况判断的重要依据。当前油田现场使用的定向井有杆抽油系统悬点最小载荷计算方法存在较大偏差,采取经验比例系数修正后误差虽然有所减小,但方便性、准确性都有待提高。文章分析了常用的悬点最小载荷的计算方法,分析了其优缺点和适用性,探讨了抽油机上、下冲程的受力,找出了偏差的原因并提出一种新的解决方法,经油田现场数据对比效果良好,是定 向井有杆抽油系统悬点最小载荷计算方法的有效的新选择。     

自平衡井下安全阀动态平衡响应分析

针对现有自平衡井下安全阀的自平衡时间和中心管下移时间匹配与协调的问题,建立自平衡安全阀振动力学模型,确定其输出的响应函数,推导了自平衡式井下安全阀开阀时自平衡响应时间与平衡阀的几何尺寸及位置之间的函数关系。通过实例分析了FVL型井下安全阀开启时的自平衡响应时间,为自平衡井下安全阀分段加压提供了指导,有效地改善了井下安全阀工作可靠性,也为自平衡井下安全阀的结构优化设计提供了参考。