钻杆的疲劳寿命计算

采用断裂力学理论，对表面半椭圆、表面线性、深埋椭圆以及深埋圆形等４种裂纹钻杆的临界裂纹尺寸和疲劳寿命进行计算，并通过实例说明严格检验钻杆和减小弯曲应力对提高钻杆使用寿命的重要性。     

煤矿钻探用钻杆疲劳寿命预测研究

目前矿用钻杆在煤矿井下施工疲劳寿命预测困难,无报废标准和报废依据,导致煤矿井下钻杆断裂事故频发,严重影响煤矿井下勘探钻孔、瓦斯抽采钻孔、探放水钻孔的施工安全和施工进度。矿用钻杆的工况条件复杂,基于弹塑性力学无法对钻杆疲劳寿命、断裂失效原因、结构工艺的优化提高进行可靠研究;通过综合钻杆所受到转矩、弯矩、轴向力以及井壁的约束作用力等复合载荷条件建立钻杆约束模型,提出基于断裂力学和损伤力学、运用解析法和有限元分析方法对钻杆的疲劳寿命进行研究,并基于研发的钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,提出矿用钻杆疲劳寿命预测研究方法,为钻探施工和钻杆的设计提供依据。结果表明:按照现有钻杆杆体、螺纹的加工工艺,73型钻杆在转矩4 000 N·m,施工钻孔终孔直径为96 mm时,通过钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,钻杆的疲劳寿命为5.32×10~5～4.78×10~5转,疲劳寿命与所建立的钻杆疲劳寿命预测模型一致,钻杆疲劳寿命最小位置在公螺纹处,杆体在受到1 mm以下划痕对钻杆整体疲劳寿命无影响。     

煤矿用钻杆疲劳寿命试验系统的研究与设计

为了满足目前煤矿井下瓦斯抽采、探放水以及地质探测等钻孔施工大孔深、大直径的需要,施工工艺对钻具使用寿命与质量提出更高的要求,其最大工作扭矩已经超过20000 Nm,现有煤矿井下钻杆质量与疲劳寿命缺乏有效的检验检测手段,钻具没有报废标准,导致煤矿井下钻孔施工事故频发。基于钻杆质量检测与钻具疲劳寿命研究需要,研制了一种煤矿用大扭矩钻杆疲劳寿命试验系统,最大扭矩达25000 Nm,可模拟矿用钻杆在施工条件下的扭矩、推进力、径向位移等载荷与约束,为钻具质量检测和疲劳寿命研究提供一种方法。     

零件扭转疲劳断裂分析

零件扭转疲劳断裂分析靖远矿务局红会四矿安定邦，杜来升在煤矿的运输设备中，矿车碰头插销及传动轴等零件的断裂，都是受扭转力而引起的。零件在扭转力作用下，可能产生两种形式裂纹：①由剪应力引起平行于最大剪应力平面的裂纹（简称切断型裂纹）；②由正应力引起与轴线...     

冲击器活塞疲劳断裂分析

W-200型无阀冲击器活塞,大部分寿命在3000～4000米之间,最高达7000米,冲击次数达76×10~6。但有的活塞寿命低至几十米,只有正常使用寿命的1/5～1/100,而活塞小头应力只有疲劳极限的1/4～1/7,冲击次数也不高就坏了,这是为什么?本文就此问题,根据断裂活塞的断口特征和金相组织,并应用断裂力学的观点分析了活塞早期失效的原因,还提出了提高其使用寿命的途径。     

提升机主轴抗断裂疲劳寿命可靠性预测与设计

在Ｐａｒｉｓ公式基础上，运用可靠性理论，导出了提升机主轴疲劳寿命（循环次数）与可靠度关系。并给出了实例计算，文中所提出的方法对提升机主轴设计有一定的参考价值     

基于ANSYS的矿用钻杆接头疲劳分析

疲劳损坏是导致矿用钻杆接头失效的主要原因之一。以准50的六方形钻杆接头为研究对象,采用Solidworks建立接头主要零部件的三维模型,导入ANSYS对其进行有限元分析。利用42CrMo材料的S-N曲线,得到钻杆接头的疲劳寿命、应力集中分布情况,为合理地使用矿用钻杆和进一步的优化设计、改进结构提供了理论依据。     

电铲铲斗提梁断裂原因分析及 改进后提梁疲劳寿命预测

针对电铲作业过程中铲斗提梁反复断裂,使用Basquin公式和修正的Manson-Coffin公式估计了提梁的应力-寿命曲线,采用Gough椭圆方程进行了高周疲劳寿命计算。ABAQUS/FE-SAFE计算结果和理论计算值均与使用中断裂情况一致,发现了断裂提梁的结构缺陷,即静强度满足要求,但高周疲劳强度不足。对提梁结构进行改进,然后对改进后提梁进行了疲劳寿命预测。改进后提梁使用3年以上无失效发生,为后继开发机型的疲劳强度设计打下了基础。     

掘进机驱动轮疲劳寿命分析研究

利用ADAMS对掘进机行走部虚拟样机进行水平前进工况进行仿真,提取出驱动轮在此工况下的最大输出扭矩,并将驱动轮和履带板、履带销的接触模型导入Workbench中的Fatigue Tool疲劳模块进行疲劳寿命分析。得到驱动轮在极限工况下的疲劳寿命的循环次数,安全系数等云图,为矿用机械的零部件疲劳寿命分析提供了一种方法。     

刮板输送机链轮疲劳寿命分析

运用有限元分析软件UG,对刮板输送机的重要部件链轮进行疲劳寿命分析,得到了疲劳安全因数和启动10s内的应力应变图。其分析结果为刮板输送机的可靠性工程质量分析提供了理论基础。     

起重机吊钩的疲劳寿命分析

针对起重机吊钩在实际工作中存在磨损和断裂等现象,采用了有限元理论和疲劳分析理论相结合对吊钩进行了疲劳寿命分析。首先将建立的吊钩模型在ANSYS Workbench中进行静力学分析。然后将分析结果导入到疲劳分析软件nCode Design-Life中,选用了S-N疲劳设计法和合理的时间载荷谱,通过仿真分析得到了吊钩的疲劳损伤云图和疲劳寿命云图,并从云图中确定出吊钩最容易出现破坏的位置和各节点的疲劳寿命。最后提出延长吊钩使用寿命的方案。     

盘式制动器碟簧疲劳寿命分析

针对带式输送机盘式制动器的制动头碟簧疲劳失效问题,通过对碟簧的受力计算,利用ANSYS Workbench软件建立有限元模型,对碟簧进行静力学和疲劳分析,预测了碟簧的疲劳寿命,得到碟簧变形、应力集中和疲劳损伤的大小及位置。     

处理钻杆断裂事故的装置

目前应用公锥或母锥处理钻杆断裂事故,不能经常获得良好结果,特别是钻杆呈不规则的菱形断裂时。     

三棱钻杆焊缝区断裂分析及解决措施

与圆形钻杆和螺旋钻杆相比,三棱钻杆因其特殊的结构有利于提高成孔率,一定程度上解决了松软煤层排酒和成孔困难等问题。但三棱钻杆在使用中多次出现断裂失效事故,影响了三棱钻杆的进一步推广应用。为此,本文对三棱钻杆断裂处进行了宏观形貌和金相显微组织分析,并在此基础上从焊接工艺、焊条选择及焊缝结构等方面进行了优化设计,提高了三棱钻杆的整体强度,为松软突出煤层钻孔施工提供有力的保障。     

插接式螺旋钻杆断裂原因分析与结构改进

分析了高转速螺旋钻孔施工中钻杆的断裂原因,并对钻杆结构进行了改进。改进后的螺旋钻杆达到了高转速螺旋钻孔工艺的性能要求,并在平舒煤矿得到了成功应用。     

ZP-1型钻杆疲劳试验台

简述了ZP－1型钻杆疲劳试验台的试验原理、主要技术性能参数和设计指导思想，并着重介绍了试验台机械传动系统和加载系统的组成、设计要点及试验台的试验情况。     

刮板链平环疲劳寿命预测分析

为预测刮板输送机链条平环疲劳失效时间,基于试验载荷数据对其进行寿命预测。以38mm×137 mm的C级型号链环为研究对象,采用张力应变测试装置对刮板输送机链条张力进行在线监测,获得10个工作周期链条平环应变载荷数据,结合张力数值标定、雨流法、Goodman模型等手段对其进行数据处理、分析和平均应力修正,通过链环材料的屈服极限来估算链环疲劳特性曲线。研究结果表明:刮板输送机链条平环轴肩处是强度薄弱点,易发生应力集中现象,最大应力为719.5 MPa;对平环疲劳寿命分析显示,刮板输送机链条平环寿命为42 050次循环,链轮链环共啮合84 100次。该结论可为以后刮板链环结构设计和优化以及定期维修、更换提供参考。     

基于Workbench的钢丝绳疲劳寿命分析

通过建立IWRC1×7单股钢丝绳三维模型,基于CAD-CAE协同仿真平台Workbench对其进行静力分析和疲劳分析,得到钢丝绳内部应力分布以及交变载荷下钢丝绳疲劳寿命云图,指出其疲劳破坏点位置。通过修改疲劳载荷比例和比例因子的值,获得多组疲劳寿命值,记录钢丝绳疲劳寿命与载荷比例和比例因子的对应关系,指出疲劳寿命随载荷幅值增大而减小。     

盾构刀盘关键部件疲劳寿命分析

通过试验得出试件的S-N曲线;利用三维建模软件Solidworks建立模型,并导入ANSYSworkbench中进行疲劳仿真分析;把仿真结果和实验结果进行对比分析,其结果具有较好的一致性。分析结果表明:有限元仿真分析可信度较高,对进一步研究疲劳寿命有一定的借鉴意义。