膨胀悬挂器本体膨胀性能试验研究

膨胀悬挂器依靠硫化橡胶的本体膨胀发生塑性变形,并与上层套管形成摩擦力悬挂尾管,橡胶起到密封和增大摩擦力的作用。悬挂较重的尾管需要增加本体长度,导致悬挂器整体结构增加,增大了悬挂器入井和施工风险。针对该问题优化本体设计,在本体外壁镶嵌金属块并硫化橡胶,通过膨胀试验验证了该方法的可行性,为掌握本体膨胀后与上层套管的接触应力,采用应力测试方法对本体膨胀过程中上层套管的应变进行了测量并计算得到接触应力,试验数据表明膨胀悬挂器经过结构优化在保证悬挂、密封性能的前提下使膨胀本体缩短,从而提高了现场施工的可靠性。     

膨胀尾管悬挂器膨胀力有限元计算与试验研究

膨胀尾管悬挂器通过膨胀锥在本体内运动使其发生径向变形,依靠变形后本体与上层套管间的摩擦力,使膨胀悬挂器固定于上层套管实现尾管坐挂功能。膨胀力是膨胀锥驱动本体变形的关键、也是膨胀尾管悬挂器设计、现场施工的重要参数。采用LS-DYNA对影响膨胀力的多种因素进行研究,得到膨胀锥角、膨胀锥与本体间摩擦、膨胀本体结构对膨胀力的影响规律,并通过膨胀试验、金相观察进行验证分析。数据表明该方法能够较为准确的计算本体膨胀所需要的膨胀力及膨胀变形过程中本体的应力、应变。     

膨胀悬挂器力学性能分析及试验研究

采用解析方法、有限元方法对影响悬挂器膨胀力的关键技术因素进行研究,得到了膨胀锥结构、本体材料等因素对膨胀力的影响规律。针对膨胀悬挂器实际工作状态,对膨胀本体在上层套管内膨胀进行了计算与试验研究,得到膨胀力、悬挂力与本体结构的关系。试验表明所采用的计算、试验方法能够较为精确的计算本体发生塑性变形所需要的膨胀力及膨胀后形成的悬挂力,研究成果为提高膨胀尾管悬挂器性能与整体结构优化设计提供了依据。     

膨胀尾管悬挂器地面试验研究

膨胀尾管悬挂器通过膨胀金属本体与上层套管形成摩擦力悬挂尾管,现场作业时采用泵车加压使悬挂器产生推力驱动本体膨胀。研制过程中进行地面膨胀试验时,由于管串长度较短造成泵压增加过快导致瞬间高压产生,存在安全风险。针对该问题提出了膨胀悬挂器地面试验方法并优化管串结构,采用安全阀防止高泵压产生保护泥浆泵,管串压力升高到设定值时安全阀泄流孔能够打开泄压,试验表明该管串能够安全完成悬挂器地面膨胀试验,为后续研究提供支持。     

基于压痕应变的不锈钢材料拉伸性能参数计算方法

建立连续球压痕试验三维有限元模型,通过单一变量法模拟了残余压痕应变与不同材料拉伸性能参数(弹性模量90～210 GPa、屈服强度180～300 MPa、应变硬化指数0.1～0.3)的关系;在125组拉伸性能参数组合下进行连续球压痕试验有限元模拟,得到基于残余压痕应变的材料拉伸性能参数计算公式并进行了试验验证。结果表明：残余压痕应变分别与弹性模量和屈服强度存在对数线性关系,其对数与应变硬化指数之间存在幂律关系;将连续球压痕试验测得的316L不锈钢的残余压痕应变代入材料拉伸性能参数计算公式,反演计算得到的弹性模量、屈服强度和应变硬化指数与拉伸试验结果的相对误差分别为1.50%,1.57%,0.22%,说明基于残余压痕应变的不锈钢材料拉伸性能参数计算方法可以满足工程需要。     

基于小冲杆试验技术测试P91钢的强度

以某电站高压导汽管用P91钢为研究对象,对其分别进行常规单轴拉伸试验和常温小冲杆试验,通过试验标定法和逆向有限元法对小冲杆试验结果进行标定,得到了试验钢的屈服强度和抗拉强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:试验标定法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差分别为8.6%和21%,而逆向有限元法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差均为-2%,逆向有限元法对小冲杆试验结果的标定精度更高。     

小冲杆试验评估X80管线钢的拉伸性能

对X80管线钢进行单轴拉伸试验和小冲杆试验,通过将两者相关联,研究了试样厚度对小冲杆试验得到的弹性模量、屈服载荷、最大载荷的影响,并给出了以厚度为自变量的X80管线钢屈服强度、抗拉强度经验公式。结果表明:小冲杆试验得到的屈服载荷、最大载荷与试样厚度的平方成线性关系;由建立的经验公式计算得到的屈服强度和抗拉强度受厚度的影响较小,与单轴拉伸试验结果的最大相对误差分别为11.2%,12.3%。     

悬挂器旋转机构设计与试验研究

膨胀悬挂器通过旋转机构带动尾管转动提高固井质量、解决尾管入井遇阻问题,旋转机构需要传递大扭矩、具有高可靠性,是膨胀悬挂器研制的关键和技术难点。采用键槽传动机构实现旋转,通过扭矩套筒上的传动键与尾管套筒内壁的键槽配合传动扭矩,使用3D打印技术验证了机构的可行性,并利用ABAQUS有限元软件对旋转机构的强度进行了计算,得到扭矩应力关系曲线。在此基础上研制出旋转机构,通过扭矩测试试验和现场应用验证了其可靠性,数据表明所研制的旋转机构扭矩达到15000N·m,能够满足现场使用要求。     

液压胀管材料性能曲线拟合方法及应用

介绍了利用材料屈服强度和极限抗拉强度两个性能参数,通过ASME材料应力应变曲线拟合方法,建立材料塑性应变强化的本构模型,在此基础上对材料的特性曲线进行双线性简化,并进一步将简化模型用于液压胀管的理论计算。最后通过实例加以说明。     

钢材屈服与抗拉强度的分布规律和参数研究

考虑钢材屈服与抗拉强度的随机不确定性,研究其分布规律与分布参数,是建立结构可靠性设计方法的基础工作之一。应用数理统计方法,对试验数据的有效性进行了研究,分析了屈服与抗拉强度的分布规律,计算了其分布参数的取值区间,确定了其工程许用值。基于奥氏体不锈钢S30408在液氮温度时的屈服与抗拉强度的60组试验数据,研究结果表明:1)在显著度为0.05时,其屈服与抗拉强度是基本符合正态分布的随机变量。2)在双侧置信度为98%时,屈服强度的均值不小于487.2MPa但不大于526.0MPa,标准差不小于52.23MPa但不大于79.89MPa;抗拉强度的均值不小于1632.4MPa但不大于1671.0MPa,标准差不小于51.78MPa但不大于78.87MPa。3)屈服与抗拉强度的工程许用值应分别不大于384MPa与1531MPa。     

外购弹性可胀圈联轴器的改进

我厂生产的 2MK90 2 5数控螺旋槽工具磨床传动系统 ,采用了可胀弹性圈联轴器直联的传动方式。这种直联形式在数控机床的传动设计中经常见到 ,该联轴器是通过可胀圈受到轴向压力产生弹性形变而与其体壳内孔和轴 (丝杠 )的外圆间产生的静摩擦力来传递扭矩的。设计时由于所选软件和其他方面的限制 ,立柱丝杠驱动选用了西班牙FAGOR交流伺服电动机 ,带编码器和抱闸 ,联轴器选用了武汉数控设备厂的可胀圈弹性联轴器 0 3-YZ19/YZ2 2单元。由于所选的FAGOR伺服电动机轴长度只为 39mm ,如果直接使用这种联轴器 ,电动机轴只能伸至第 2个弹性圈…     

液压驱动缩放支链的并联式滚动机器人

提出一种新型三自由度并联式滚动机器人。该机器人以大变形、强力输出、快速响应和运动灵活为目标,构型上采用提出的新型并联机构为本体以保证机构整体刚度,设计上应用平面缩放支链作为伸缩比放大机构以获得大变形能力,驱动上利用液压执行元件作为伸缩驱动输入以增强滚动机器人运动的灵活性与力量输出。其翻滚运动是通过合理规划与控制机器人质心与支撑区域之间关系而实现。对该机器人构型进行描述,并规划其翻滚运动步态,给出最优运动规则;基于此运动规则建立其运动学模型,并以算例验证了模型正确性;结合运动过程步态规划进行两个翻滚周期运动可行性的理论分析;搭建一套试验系统平台,包括液压系统与试验样机系统,开展四个滚动步态试验;样机试验结果表明了试验样机系统是可靠的且具备快速响应能力,验证了翻滚运动理论分析的正确性以及翻滚运动过程的可行性。     

一种升降式扩展方舱液压系统设计

介绍了一种升降式扩展方舱的结构以及其扩展动作的展开过程。通过对执行元件的受力分析，确定了液压系统的压力。针对扩展动作的要求，提出的了液压系统的设计方案，并对该设计方案的控制方法进行了论述。     

可扩展微机测试平台及其在车辆振动测试中的应用

介绍了以普通的个人计算机和数据采集与控制卡为基础构建的可扩展微机测试平台。在此平台的基础上建立了用于车辆振动测试的微机测试系统 ,该测试系统中的传感器是 1个 3向和 3个单向压电式加速度传感器 ,信号经YE5 85 3型宽频 6通道电荷放大器放大后 ,传输到测试平台的 6路模拟量输入通道。测试系统的软件用VC语言自行开发。对手扶拖拉机在空挡状态下不同柴油机转速时的振动特性的测试表明 ,该测试系统能满足车辆振动测试的要求     

润滑脂对膨胀管材料摩擦性能的影响

膨胀管膨胀过程中的摩擦影响到膨胀的难易程度和胀后套管的性能,选择一种合适的润滑介质降低膨胀过程中的摩擦因数对膨胀管技术来说非常重要。使用摩擦模拟实验的方法,研究在二硫化钼锂基脂、铅基润滑脂和没有润滑脂的3种条件下普通N80膨胀管材料的摩擦性能,使用扫描电子显微镜对不同载荷下试样的磨损表面进行分析,并讨论不同润滑条件下的磨损机制。结果表明,润滑脂的加入可以显著降低膨胀过程中膨胀管材料的摩擦因数和磨损量,磨损机制也从原来的磨粒磨损变成黏着磨损,铅基润滑脂由于摩擦因数更低具有最好的润滑效果,可以显著提高膨胀管材料在膨胀过程中的耐磨性能。     

实体膨胀管套管补贴技术研究及工程运用

随着油田的不断开采,油套管损坏日趋严重。本文主要介绍了实体膨胀管套管补贴技术的原理及工程运用,为油田老井的恢复及再生提供了崭新的技术手段,并指出了实体膨胀管套管补贴技术的发展方向和前景。     

球囊扩张式冠脉支架的弯曲疲劳寿命

为了揭示冠脉支架植入术中支架发生断裂的原因,研究支架承受脉搏疲劳载荷的弹塑性变形基本理论和耦合接触弯曲疲劳寿命,采用Roark应力应变方法,基于美国材料与实验学会ASTM(American Society for Testing and Materials)的F2477–07标准,提出了支架耦合扩张变形的弯曲疲劳寿命测试方法。研究支架耦合接触的血管模型建立的关键技术,提出脉搏载荷加速弯曲疲劳实验方法,重点研究了血管模型的建立、载荷定义、生理条件、测量方法、性能评价等关键技术。测试6种冠脉支架的弯曲疲劳寿命,分析支架在弯曲变形过程中发生断裂的原因,揭示了支架结构尺寸、力学性能和材料特性对其疲劳寿命影响的规律。     

可膨胀石墨/氢氧化铝复配改性聚氨酯泡沫的阻燃性能

将可膨胀石墨(EG)与氢氧化铝(ATH)作为阻燃剂添加到硬质聚氨酯泡沫材料(RPUF)中,制备了EG和ATH单独改性RPUF以及EG/ATH复配改性RPUF(总加入量保持30质量份不变),研究了单独改性RPUF和复配改性RPUF的氧指数及阻燃性能。结果表明:EG/ATH复配可产生明显的协同阻燃效果,EG15/ATH15复配改性RPUF的氧指数达到了31%;与未改性RPUF相比,EG15/ATH15复配改性RPUF的热释放速率峰值由148.8kW·m-2降至66.1kW·m-2,烟释放速率峰值由0.106m2·s-1降至0.047m2·s-1;复配改性的阻燃效果总体比单独改性的好。     

膨胀管实体膨胀锥受力分析与膨胀试验验证

膨胀管技术主要应用在油气田开发领域,膨胀锥是膨胀管技术主要工具之一,在工作时受到极大的界面应力,因此膨胀锥表面过快磨损是制约膨胀管技术发展的主要问题之一。为探究膨胀过程中膨胀锥体表面受力和应力分布,结合弹塑性理论推导膨胀锥接触应力和摩擦力计算模型,采用有限元方法模拟膨胀管膨胀过程,研究膨胀锥表面应力、接触摩擦应力和膨胀推力变化情况,并通过膨胀试验验证了有限元模拟结果的合理性。结果表明：影响膨胀锥接触应力和摩擦力的主要因素是膨胀管屈服强度和膨胀锥锥角;膨胀锥的最大等效应力集中在大径圆角处,最大摩擦应力集中在膨胀锥小径和大径处;膨胀锥膨胀区只有部分与膨胀管内壁接触,膨胀锥小径处受拉应力,大径处受压应力,最大接触压应力集中在大径处。