拉压屈服强度不同材料厚壁圆筒的自增强研究

本文运用莫尔屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料的厚壁圆筒进行了自增强分析 ,得到了依赖于材料拉压比的厚壁圆筒弹性区与塑性区中的应力分布 ,残余应力分布及合成应力分布。分析结果表明 ,材料拉压屈服强度的不同对结构的自增强有一定的影响。考虑到材料具有拉压强度不同的观点 ,本文的分析结果具有一般性     

拉压异性强化材料高压容器自增强分析

运用莫尔屈服准则,对承受内压的拉压屈服强度不同的线性强化材料高压容器进行了自增强分析,得到了依赖于材料拉压比和强化模量的筒壁弹性区与塑性区中的应力、残余应力及合成应力的分布。结果表明,材料拉压屈服强度的不同和强化特性对容器的自增强均有一定影响。     

带裂纹的内压厚壁圆筒疲劳寿命的一种估算方法

通过分析带裂纹内压厚壁圆筒的形状和受力特点,我们分别对Newman等人提出的应力强度因子公式进行了较合理的修正,并依据Paris裂纹扩展模型提出了带裂纹非自增强与自增强内压厚壁圆筒疲劳寿命的计算方法。应用该法计算的结果与Nishioka以及Throop等人的内压疲劳试验结果较为接近。     

组合周向应力计算自增强直径

单层厚壁圆筒在内压力作用下,周向应力为最大,以组合周向应力取最小值进行自增强直径的计算,可直观地反映出厚壁圆筒应力分布随自增强直径的变化,从而确定最佳自增强直径。     

自增强超高压弯管最佳超应变研究

为了提高超高压弯管的静强度和疲劳强度,最有效的方法是对其进行超应变处理。利用ANSYS有限元软件对规格为78mm×22mm,工作压力为300MPa的超高压厚壁弯管进行了自增强分析,得出了管壁残余应力分布规律和危险点。分析了基于静强度和疲劳强度的最佳超应变,分别得出了理论最佳超应变内压。最后对工程应用提出建议:以静强度失效为主的弯管,最佳自增强内压为620MPa;以疲劳失效为主的弯管,自增强压力取700～750MPa为宜。     

单层厚壁圆筒的最佳自增强半径

分析认为确定单层厚壁圆筒最佳自增强半径时,必须考虑温差应力的影响,才能使决定疲劳寿命的剪应力强度降至最小。     

基于ABAQUS的双金属复合材料密封结构承压性能研究

分析表面堆焊耐蚀合金的高压厚壁圆筒承压能力,难以采用经典的厚壁圆筒理论进行求解。基于ABAQUS有限元分析软件,使用双线性弹塑性材料模型和Cohesive接触模型联合模拟,可得到厚壁圆筒截面的应力分布、结合面接触-分离应力分布、卸载后的残余变形等。以隔水管节流和压井管线插接接头为例,进行承压性能分析。分析结果表明,考虑材料塑性行为能够提升结构的设计耐压能力; 卸载后材料的永久变形的量化结果有助于密封面配合尺寸设计; Cohesive模型能够有效模拟结合面应力传递情况。     

有强化材料闭式厚壁圆筒的弹塑性解析分析

采用应力解法,导出了有强化材料闭式厚壁圆筒满足全量理论和VonMises屈服准则的弹塑性应力、应变和位移分量的一般解析表达式,其为厚壁圆筒的塑性失效设计提供了新的理论依据。     

基于双剪强度准则的拉压异性材料厚壁圆筒的极限分析

本文运用双剪强度屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料厚壁圆筒进行了极限分析,得到了依赖于材料拉压比的弹性极限载荷和塑性极限载荷公式,分析结果表明,材料拉压屈服强度的不同对结构承载能力有一定的影响,所得到的极限载荷公式可供设计人员参考。     

含裂纹自增强厚壁圆筒残余应力研究

针对裂纹对厚壁筒自增强处理效果影响的问题,采用有限元软件分析了2种径比不同裂纹的厚壁筒自增强处理后的残余应力分布规律,并通过节点位移外推法计算了裂纹尖端处的应力强度因子。研究结果表明,不同径比时自增强压力的变化决定了含裂纹厚壁筒在裂纹尖端残余压应力的分布,以及裂纹尖端应力强度因子的变化率;尖端前缘自由表面存在残余压应力区域,促进了裂纹的闭合;随着自增强压力的增大及裂纹长度的减小,扩大了裂纹尖端沿裂纹扩展方向的残余压应力区域范围。     

煤储集层起裂强度和损伤强度的各向异性特征

综合采用裂纹体积应变法和声发射法分析了煤储集层起裂强度、损伤强度、破坏模式和声发射特征的各向异性特征.研究表明,煤储集层抗压强度、起裂强度和损伤强度均表现出明显的各向异性特征,抗压强度随层理倾角的增加而减小,但层理倾角为45.与90.时抗压强度相差不大,起裂和损伤强度均随层理倾角的增加先减小后增大,层理倾角为0.时起裂...     

磨损对套管接头拉伸与内压强度的影响

采用弹塑性有限元方法 ,建立了套管接头磨损拉伸与抗内压的有限元力学模型。对套管接头处内壁不同磨损量时的抗内压强度和抗拉强度进行了计算分析 ,得出了磨损量与套管接头抗内压系数的定量数据和磨损量与套管接头抗拉系数的定量数据。同时 ,在不同磨损量下 ,分析了套管接头内VonMises应力和套管接头内的变形 ,所得出的抗内压强度系数kp和抗拉强度系数kt为磨损套管柱的强度设计和校核提供了定量的理论数据。     

基于统一强度理论的石油套管柱抗挤强度

为了研究石油套管柱的力学性能,采用统一强度理论,合理考虑中间主应力效应和材料拉压比的影响,推导了石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度计算公式,建立了石油套管柱双轴抗挤强度和三轴抗挤强度与单轴抗挤强度的关系,并分析了材料的拉压比、中间主应力效应、径厚比、压缩屈服强度、荷载大小和荷载工况等因素对不同类型抗挤强度的影响特性。研究结果表明:材料的拉压强度不等特性(SD效应)对石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度均有显著影响,材料拉压比越大,套管柱的单轴抗挤强度越小,双轴抗挤强度越大,而三轴抗挤强度与双轴抗挤强度的差值和材料拉压比的关系与外荷载有关;中间主应力效应对石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度也有显著影响,随统一强度理论参数b值的增加,套管柱的单轴抗挤强度和双轴抗挤强度不断增大,考虑中间主应力效应可以充分发挥材料的自承载能力和强度潜能,具有可观的经济效益;径厚比、压缩屈服强度、荷载大小和荷载工况对套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度也具有一定影响。该结果适用于具有SD效应和中间主应力效应的材料,并将多种屈服准则下石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度表达式分别统一起来,具有广泛的适用性,可为石油套管柱的抗挤强度设计提供借鉴。     

套管强度余量试验研究

套管强度余量的研究,为经济、可靠地设计管柱提供了有力参考。为此,通过对近几年国产套管实物试验数据的统计,采用与API套管强度额定值相比较的方法,反映了套管实物存在强度余量。统计检验分析表明,国内主要套管生产厂的API套管强度性能趋于稳定并达到较高水平,存在高于API额定值的强度余量。对套管实物强度余量与API额定值强度比差的正态分布做了比较,分析了套管强度余量的主要影响因素——钢级和壁厚,为合理选择套管并发挥强度余量提供了依据。采用套管强度余量设计管柱时,应对该批套管进行全面的实物试验评价。     

射孔对套管强度的影响

射孔是造成套管损坏的重要原因之一 ,它的影响特点和程度取决于多种因素。利用有限元ANSYS分析软件 ,对 139 7和 177 8mm套管在压裂、注水和常规开采情况下 ,不同的射孔孔径、射孔密度和射孔相位给套管强度造成的影响作了分析。结果表明 ,射孔后套管内的应力随射孔孔径、射孔密度和射孔相位的增加而增大 ,并使套管的抗拉、抗压强度降低 ;但在一定射孔孔径、射孔密度和射孔相位下 ,射孔产生的最大应力和应变不超过允许的范围。分析研究结果为套管柱的合理设计提供了一定的理论依据