A Practical Method for Animating Anisotropic Elastoplastic Materials

This paper introduces a simple method for simulating highly anisotropic elastoplastic material behaviors like the dissolution of fibrous phenomena (splintering wood, shredding bales of hay) and materials composed of large numbers of irregularly-shaped bodies (piles of twigs, pencils, or cards). We introduce a simple transformation of the anisotropic problem into an equivalent isotropic one, and we solve this new “fictitious” isotropic problem using an existing simulator based on the material point method. Our approach results in minimal changes to existing simulators, and it allows us to re-use popular isotropic plasticity models like the Drucker-Prager yield criterion instead of inventing new anisotropic plasticity models for every phenomenon we wish to simulate.     

压裂水平井产能预测方法研究进展

水平井压裂技术在低渗透及非常规储层中得到了广泛应用,压裂后水平井的产能预测关系到油田开发方案的制定,因此,国内外学者对压后渗流模型的建立和求解方法做出了不懈的努力。本文详细回顾了国内外学者所建压裂水平井产能预测模型及求解方法,指出了不同模型和求解方法的优缺点,并展望了压裂水平井产能模型的发展方向。     

两池火耦合作用下柴油拱顶罐热响应的数值模拟

化工园区多池火事故是典型的高后果低概率事件。鉴于目前两池火辐射模型存在一定局限性，本文采用数值模拟方法，以3个直线排布的5000m³柴油拱顶罐为研究场景，从热释放速率、火焰形态、热辐射强度三方面分析两池火燃烧特性，并与单池火场景对比，考虑储罐间距这一影响因素，进一步研究目标储罐热响应。结果表明：采用GB 50160—2008（2018年版）规定的防火间距，两燃烧罐产生的池火会发生耦合作用，并得出目标储罐受到的热辐射强度分布，最高热辐射达17.04kW/m²；两池火作用下目标储罐的温度、Mises应力与失效时间分别为644℃、356MPa、936s，单池火为488℃、280MPa、2880s，目标储罐在两池火作用下的变形也比单池火更为严重；随着储罐间距增加，目标储罐的温度与Mises应力逐渐减小，失效时间逐渐增加，当储罐间距为标准防火间距的2.5倍（20m）时，失效时间为2800s，与单池火作用产生的失效时间2880s较为接近。本研究可为优化储罐防火间距及区域韧性提升提供理论指导。     

袋装水泥装车机及拨板机构的设计与研究

针对袋装水泥装车半自动化问题，设计一款全自动装车机。首先，根据袋装水泥车间生产状况，确定水泥装车方案，即采用抽屉式逐层装车原理，利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ创建装车机三维模型；其次，为使水泥包快速准确地到达指定位置，针对拨板机构中的分拨板及导柱进行受力分析，建立其力学模型，推导出应力公式；最后，通过 ＡＮＳＹＳ有限元软件进行分拨板的力学仿真，为后续的优化设计提供依据。     

某油田油井采出水腐蚀因素研究

我国油田油井生产中采油井管柱腐蚀现象十分普遍,所以在注CO_2驱进行开采过程中要进行采出水的质量分析。对现阶段的油田生产腐蚀及防腐技术进行论述,提出相对应的防腐措施,进一步为油田生产作业提高产量。     

裸眼井中扩张式封隔器力学行为研究

封隔器在石油天然气开采中起着非常重要的作用,而扩张式封隔器在裸眼井中广泛应用。本文采用有限元软件建立了裸眼封隔器与地层的模型,对胶筒在坐封过程中与井壁接触应力的变化进行了研究,并研究了在不同摩擦系数下接触压力的变化,结果表明,建立粗糙井壁面能够更加符合实际情况,胶筒肩部为应力集中的区域,地层与胶筒的接触应力会随着摩擦系数的增加而减小。研究结果为裸眼扩张式封隔器的设计和改进提供了理论依据。     

热冲压工艺参数对22MnB5马氏体钢汽车B柱性能影响的有限元模拟

通过有限元仿真软件Autoform分析了热冲压过程中工艺参数的变化对22MnB5马氏体钢B柱起皱、回弹、减薄、马氏体量以及强度的影响。结果表明:22MnB5马氏体钢B柱热冲压最优化工艺参数为加热温度930 ℃,冷却速率80 ℃/s。该工艺参数下,热冲压过程各处均完成马氏体转变,硬度分布均匀,材料减薄率较低,热冲压成形效果好,尺寸精度高,冲压件强度均大于1400 MPa。     

水射流表面改性对国产Zirlo锆合金包壳管加速腐蚀氧化膜形貌的影响

为进一步提高国产锆合金包壳管性能,提高反应堆安全性,对国产Zirlo锆合金进行水射流冲击强化,研究在高温高压水腐蚀条件下不同冲击压力对样品表面氧化膜的影响,并与未冲击样品进行对比。结果表明,样品表面在不同压力的冲击下耐蚀性差异较大,当冲击压力达到40 MPa时样品表面氧化膜状态较好,相比于未冲击样品氧化膜厚度减少4.3%,在10 MPa和20 MPa冲击下则出现腐蚀加速情况。     

水力旋冲钻井工具破岩影响因素模拟及应用

常规的冲击钻井工具不能满足井眼轨迹控制要求、使用寿命有限、缓解脱压不显著等问题,影响了在定向井钻井中的推广应用。建立ø215.9 mm PDC钻头和岩石的有限元模型,分析钻井参数对破岩效率的影响规律,结果表明:冲击频率为17.5 Hz和35 Hz时,破岩效率最优; 破岩效率随钻压增大而增加,而后变化逐渐平缓; 破岩效率随钻头转速增大而增加; 破岩效率随冲击载荷的增加变化平缓。据此研制了新型水力旋冲钻井工具。现场试验表明,该工具符合定向水平井“一趟钻”工艺要求,使机械钻速提高56%,使用寿命达150 h,MWD信号正常。