ZJ7000型钻机井架可靠性分析

运用ANSYS软件建立了ZJ7000型井架的有限元模型,为充分考虑结构承载的实际情况,运用三维梁单元模拟井架结构的各个杆件,对该井架在设计载荷作用下进行了静力学分析,得到井架在各种工况下的最大应力和应变。井架结构的可靠指标β值能较好地反映出井架的承载能力,通过计算井架的最小β值可判断井架的可靠性。井架整体失效概率采用失效函数计算,求得井架的抗力系数,计算额定钩载下由于受力不均对井架各段可靠性的影响,为井架结构的设计提供了一种非常有效的计算方法和理论依据。     

基于有限元法的井架结构分析

应用大型通用有限元软件ANSYS对井架结构进行了计算载荷下的静力分析,介绍了有限元法用于结构计算的基本方程和原理,求得了井架结构的失稳荷载,为井架结构的设计提供了有价值的理论依据和一种非常有效的计算方法.     

石油钻机井架结构可靠性分析

可靠性是石油钻机井架结构的一个重要设计指标,井架的安全性设计单纯用安全系数来保证是不够的,还应从井架的可靠性方面对井架进行评估分析。根据石油钻机工作的结构及荷载特性,建立起钻机井架可靠性分析的极限状态方程,分析了井架结构抗力及荷载效应随机变量的分布类型及统计参数,得到了井架可靠性指标的计算方程,提出了石油钻机井架可靠性算法的计算流程,为基于可靠性标准的我国井架结构设计和评定提供理论基础。     

JJ170/42-K型钻机井架整体结构稳定性分析

将研究对象定位为JJ170 /42-K型井架,运用ANSYS软件建立了井架结构模型,通过有限元计算方法和理论折算算法,分别对井架整体结构稳定性进行了分析.通过对这2种分析方法的比较得出,该型井架不会出现整体失稳的问题,而且这2种方法都可以用作井架整体结构稳定性的分析.     

ZJ80/5850DB钻机井架整体结构稳定性分析

以ZJ80/5850DB钻机井架为研究对象,基于弹性稳定理论和有限元方法,对井架整体结构稳定性进行理论计算和有限元仿真分析,再将理论计算和有限元仿真结果进行比较,发现此类型井架临界载荷远大于最大钩载,在实际工作中不会出现失稳问题,可为同类型井架的稳定性分析提供一定的借鉴。     

8000 m海洋自举式井架研发与应用

为满足国内外客户对海洋用8 000 m钻机的需求,设计了一种8 000 m钻机用自举式井架,也称为垂升式K形井架。自举式井架可采用单独的液压起升系统实现分段起升,在海洋平台可采用平台吊机逐段吊升方式实现井架的起升。8 000 m自举式井架在满足用户对各种钻井工况要求的前提下,通过三维建模分析及计算,主要针对零部件进行了结构优化,减轻井架各段重量,提高井架的性价比。     

新型岩芯钻机用井架设计

针对目前地质勘探用岩芯钻机普遍使用的桁架式井架安装繁琐,需要高空作业的现状,参照石油勘探用井架设计了专门适合地质勘探岩芯钻机的新型井架。新型井架采用前开口、三节直立套装结构,整体运输,低位安装,利用钻机自起升,不需要人工攀爬安装。针对岩心钻机的结构特点在井架结构上进行了创新,下段井架采用可张开收回式大腿结构;安装了游动系统钢丝绳调整装置。     

石油钻机井架底座的疲劳寿命预测

根据允许应力幅值法研究了石油钻机井架底座钢结构疲劳寿命的工程预测方法,分析了钻机起下钻作业疲劳荷载谱以及等效应力幅系数的计算方法,提出了石油钻机结构疲劳寿命计算的结构流程.最后以海洋70LDB钻机为例进行了疲劳寿命计算,计算结果表明,该型钻机设计合理,有较大的寿命安全系数.同时也验证了该疲劳寿命计算方法可以有效应用于石油钻机井架底座的疲劳设计,具有良好的工程应用价值.     

基于可靠性理论的海洋双井架分析

采用ANSYS软件对某海洋钻井双井架进行不同工况的静力分析和屈曲分析,得到井架在各种工况下的最大应力和临界载荷,由此分析井架是否满足可靠性分析的基本要求。计算出井架的结构可靠性指标β的最小值判断井架的可靠性。为海洋钻井双井架的设计、优化、评价提供一定的理论依据。     

API 4F规范双载荷路径条文的计算方法研究

分析了双销轴耳板连接的传力机理。结合API 4F规范的规定,提出了双销轴耳板连接的计算方法。针对某实际钻机井架结构,分别采用手工计算和数值计算方法,计算井架关键部位双载荷路径节点的位移、应力,对双销轴耳板连接进行了研究。结果分析表明,API 4F规范关于双载荷路径的有关条文不很严谨,并根据自己的研究结果,给出了双载荷路径连接节点的实用计算方法,并对规范有关条文提出了建议。对石油钻机井架的设计有一定的指导意义。     

考虑基本变量模糊随机性的弹性连杆机构广义可靠性分析

对弹性连杆机构的基本变量既具有随机性又具有模糊性的情况下，提出模糊随机可靠性分析的广义响应面法，在弹性动力学（Kineto—elastodynamic，KED）分析的基础上，编制计算弹性连杆机构随时间变化的模糊随机广义失效概率的响应面法分析程序，并对弹性连杆机构的广义可靠性进行具体计算，得到连杆机构的强度、刚度及混合广义失效概率随时问的变化曲线。结果表明，广义响应面法与直接Monte Carlo法计算结果一致，从而为连杆机构的广义可靠性设计及分析提供依据。     

600t起重船起吊系统强度校核及应力测试分析

采用结构分析软件Ansys,对600t起重船起吊系统的吊杆、千斤柱在各种组合载荷工况下的强度进行了有限元分析,计算出吊杆、千斤柱在组合载荷工况下的应力分布及危险截面的位置,对计算出的危险截面的应力进行了测试,并对起重船这种特殊起重设备起吊系统的安全运行、结构的改进提出了建议。     

机械零件多失效模式相关可靠度算法研究

机械零件可靠性在工程设计中具有重要价值,但由于多失效模式间的相关性,使得可靠性设计计算变得很困难。在O．Detlevsen二阶窄界限理论的基础上,提出一种仅考虑主．次失效模式相关系数的计算方法,并以一组实际应用中传动轴多失效模式的数据为例,验证所提出的方法。计算结果与Monte Carlo仿真精确计算结果比较接近,表明该算法切实可行,结果完全满足精度要求。     

220 kV单母线双断路器分段主接线方式适用网架结构研究

针对220 k V单母线双断路器分段的新型主接线方式,结合浙江电网实际情况,在可靠性角度对其适用的网架结构进行了研究。提出了可能适用的3种典型网架结构,选择了合适的可靠性评价指标,建立了基于RAMSES的可靠性评估模型。分别选择AIS和GIS设备可靠性基础数据作为模型基础输入数据,与使用双母线的接线方式进行了对比,运用解析的概率分析法,对网架进行了故障模拟及故障后果分析,计算了不同典型网架结构情况下使用不同接线方式的故障概率、故障频率、电力不足期望值(EPNS)、电量不足期望值(EENS)。预设多组GIS设备可靠性基础数据,验证了不同的GIS设备可靠性基础数据设定对计算结果的影响。对3台主变压器两种不同的建设时序进行了可靠性评估,在可靠性角度给出了建设时序建议。研究结果表明,该接线方式在可靠性角度适用于所提出的单环网和双环网典型网架结构。     

模糊变量与随机变量组合时的模糊可靠度计算方法

模糊安全事件隶属函数的确定，是模糊变量和随机变量组合时模糊可靠性设计中有待解决的关键问题。基于模糊概率理论与可靠性设计原理，提出了一种应力为常量、强度为模糊量时的模糊可靠度计算方法。在此基础上，提出了模糊强度和随机应力组合时模糊安全事件隶属函数的确定原理，给出了具体确定方法，进而解决了如何直接用L．A．Zateh提出的模糊概率公式计算该情况下的模糊可靠度问题。通过模糊可靠度计算实例，验证了其原理和方法的正确性。所提出的原理和方法同样适用于直接计算随机强度和模糊应力组合时的模糊可靠度，亦可推广应用于研究稳健设计中由广义应力和广义强度组成的模糊约束条件的可行稳健性问题，因而具有实用价值和普遍意义。     

结构体系隐式极限状态方程概率分析的改进响应面法

提出一种新的处理隐式极限状态方程概率安全分析的响应面法,在原响应面法的基础上,通过引入高阶修正项和概率等效变换,建立原隐式极限状态方程的等效显式极限状态方程,以利用已有的各种针对显式极限状态方程的可靠性分析方法,得到等效显式极限状态方程的失效概率。该方法被推广应用到所有极限状态方程均为隐式的结构体系的可靠性分析中去,依次建立每个失效模式的等效极限状态方程,并采用Monte Carlo法和重要抽样法计算具有多个极限状态方程的结构体系的失效概率。算例表明,文中方法不用差分方法计算隐式极限状态对基本随机变量的导数,适于解决隐函数的概率可靠性分析问题,由于采用了高阶项的修正,能够得到更高精度的结果。     

机械零件的模糊可靠性分析

针对机械零件的失效分析,考虑主要参数的模糊性和随机性,把模糊变量变换为当量随机变量,再利用仅含有当量随机变量的极限状态方程,用传统可靠性理论中改进的一次二阶矩法对机械零件的模糊可靠性进行分析,并编制了程序;求出机械零件的可靠性指数和失效概率,给出算例,并对结果进行分析。分析结果表明,它具有较高的实用性和有效性。     

Reliability of structures by using probability and fatigue theories

Methodologies to calculate failure probability and to estimate the reliability of fatigue loaded structures are developed. The applicability of the methodologies is evaluated with the help of the fatigue crack growth models suggested by Paris and Walker. The probability theories such as the FORM (first order reliability method), the SORM (second order reliability method) and the MCS (Monte Carlo simulation) are utilized. It is found that the failure probability decreases with the increase of the design fatigue life and the applied minimum stress, the decrease of the initial edge crack size, the applied maximum stress and the slope of Paris equation. Furthermore, according to the sensitivity analysis of random variables, the slope of Pairs equation affects the failure probability dominantly among other random variables in the Paris and the Walker models.     

粉末冶金涡轮盘裂纹扩展失效概率分析

建立了考虑应力及断裂参数随机性的裂纹扩展失效功能函数 ,提出了亚表面裂纹扩展寿命计算方法。用 Hasofer- L ind方法分析某粉末冶金涡轮盘裂纹扩展失效概率 ,通过敏感性分析指出提高发动机可靠性的主要途径 ,具有工程指导意义。并用蒙特卡罗法和β球法进行验证