基于ANSYS参数化语言的压力容器优化设计

通过有限元软件ANSYS,结合机械优化设计方法,对500mm钛合金压力容器进行应力分析和结构优化设计。优化结果表明:在容器重量下降331g,降低约2%的基础上,结构不连续区域最大应力下降183.84MPa,降低约17.23%左右,容器应力分布更加均匀合理。     

基于ANSYS对非标准封板的应力线性化分析

结构的合理化使非标准件的应用日趋广泛,但也由于其结构尺寸等诸多方面的非标准性,使得在对其进行应力分析计算及安全评定时因无现行准则,而只能进行粗略计算。基于此,文章在利用ANSYS对非标准封板、非标准封板与壳体连接处的应力进行计算的基础上,对关键部位的应力做了线性化处理,并利用此结果进行了校核,为其安全评定及结构的优化提供了参考。     

14型弯游梁抽油机游梁-平衡臂连接结构优化

14型弯游梁抽油机原游梁-平衡臂连接结构存在钢板开裂、连接螺栓断裂和焊缝开裂等故障。为此,对游梁-平衡臂连接结构原结构、1次优化结构和2次优化结构进行故障原因分析和受力分析,应用Pro/M对这3种结构进行FEA计算,得到了3种结构的Von Mises应力。结果表明,一次优化连接结构区域①、②、③、⑥的最大Von Mises应力均小于σs,并且较原结构有较大的改善,但1次优化连接结构区域⑤的应力仍较大,已经出现过几起补强筋板断裂故障;2次优化结构区域①、②、③、⑤、⑥、⑦的最大Von Mises应力比1次优化结构明显降低,在结构变动不大的情况下应力水平状况明显改善。     

DZ450/9—S钻机底座结构模糊优化设计

考虑了应力约束、位移约束、局部稳定约束和截面尺寸上下界约束条件的模糊性 ,以底座的结构质量为目标函数 ,建立了底座结构模糊优化设计的数学模型。结构优化采用了离散变量的拟满应力结构优化设计与有限元分析相结合的方法 ,克服了满应力设计只能考虑应力约束和尺寸约束的局限。采用二级模糊综合评判确定最优水平截集 ,从而将模糊优化问题转化为普通优化问题。计算结果表明底座结构模糊优化设计比底座结构非模糊优化设计更为合理 ,经济效益更为显著     

35MPa采油井口装置大四通有限元分析与优化

采用ANSYS软件对35MPa采油井口装置大四通进行有限元分析,得到了应力分布状态,在此基础上以主壁厚、内圆角和外圆角这3个结构参数为设计变量,以重量最轻作为目标函数对大四通进行了结构优化,获得了满足强度条件下重量最轻的设计方案。结果表明,优化后的大四通重量减少了13.48%,最大等效应力降低了9.71%,可有效降低成本,提高大四通的工作可靠性。     

基于有限元法旋风分离器应力分析与结构优化

采用有限元分析软件ANSYS对蜗壳式旋风分离器进行应力分析计算,依据JB4732分析设计标准对危险部件进行应力强度评定,并对旋风分离器原设计结构进行优化改进。结果表明,改进后蜗壳式旋风分离器的强度满足安全要求,可供类似旋风分离器的安全评估和分析设计提供参考。     

基于有限元的大型储罐不同形状中间隔板对比分析

对某大直径储罐的中间隔板采用ANSYS软件进行了应力分析，对比了S形双曲面隔板和平面隔板的应力和变形情况，分析结果表明，平面隔板设置加强肋是一种更加合理的设计方案。与S形双曲面隔板结构相比，平面隔板变形时罐壁应力水平更小，同时，辅助支撑梁可以限制平面隔板的变形，进而降低隔板应力，提高承载能力，使结构更加优化。     

双驴头抽油机游梁结构的优化

在CYJS10-5-48HB型抽油机的使用过程中,发现游梁体尾部销轴孔连接部位出现裂纹和断裂,为此采用UG软件建立双驴头抽油机的三维模型,对游梁部分进行网格划分,分析抽油机在运动过程中游梁的受力情况。借助有限元网格化分析发现,抽油机在运行过程中,销轴孔连接处的应力较大,最大值为75.62 MPa。对应力较大的销轴孔连接处加厚5 mm,并对其结构进行优化,优化后抽油机结构的最大应力为70.1 2 MPa,较优化前有所改善。     

有限元法在钻铤螺纹结构优化中的应用

在空气钻井中,经常发生由钻铤螺纹断裂引起的下部钻具组合失效事故。在现场资料分析基础上,运用UG软件建立了钻铤螺纹联接模型,然后通过有限元软件分析了钻铤螺纹应力分布,得出了钻铤螺纹在不同工况、结构条件下的等效应力分布情况,并对钻铤螺纹结构优化设计过程进行了相应说明。通过算例分析,得出了应力减轻槽的过渡圆角R1=8 mm,R2=15 mm为最优值。     

螺纹退刀槽受扭矩状态下的应力分析

本文利用ANYSY软件以螺纹退刀槽为分析对象,对同等材料、同等尺寸的各种结构形式进行受扭矩应力分析。根据应力云图和应力分布图,分析各种螺纹退刀槽的特点,从而得出优化结论,为井下工具的沟槽设计,提供理论依据。     

吊卡结构有限元分析

讨论了吊卡结构有限元法分析的计算模型,并对CD7—182/350套管吊卡的结构强度作了详细分析。有限元计算结果与实验应力一致,为工程设计提供了可靠的数据。     

一例斜坡吊卡活门断裂分析

文章对一例斜坡吊卡活门断裂事故进行了调查．对该吊卡活门进行了裂纹、金相和材质分析，认为吊卡活门断裂是属于脆性断裂．吊卡活门材料的：中击韧性差以及其表面存在的原始缺陷和脱碳层是导致该吊卡活门断裂的主要原因。     

液压吊卡研制及结构强度分析

由于液压吊卡的承载较大,对其安全性能要求较高,其结构强度能否达到使用要求是关键。对液压吊卡进行结构设计,并通过有限元分析软件Workbench对液压吊卡主要受力部件分析,根据API 8C对提升设备的规范和要求进行强度校核,计算结果表明,液压吊卡能够满足设计要求。为了充分验证液压吊卡的可靠性,对液压吊卡试制并进行了功能试验和载荷试验,验证液压吊卡有限元分析的正确性,并验证液压吊卡的各项功能。各项数据表明,此液压吊卡满足现场使用要求。     

旋扣套管吊卡设计及有限元分析

为了提高车载煤层气钻机下套管的作业效率,通过借鉴国外先进技术理念,结合国内现场应用情况,提出了新的旋扣套管吊卡设计理念。在介绍旋扣套管吊卡结构和工作原理的基础上,利用有限元软件对旋扣套管吊卡的上连接短节、连接板和吊卡总成进行了力学分析。针对旋扣套管吊卡的承载能力开展了地面试验。试验结果表明,经过反复600 kN载荷的施加,装置未见明显的变形和磨损,说明旋扣套管吊卡能满足1 000 m井深车载煤层气钻机的下套管要求。     

CDZ133-3150kN吊卡结构强度分析

在复杂的交变载荷作用下,吊卡构件的薄弱部位极易疲劳、萌生裂纹,进而导致断裂失效。通过对国内目前常用的CDZ133- 315 0kN侧开式锥形台阶钻杆吊卡三维应力进行分析,绘出应力分布图和塑性应变图,并分析吊卡的结构强度,计算在规定安全系数下吊卡的许用载荷和额定应变下吊卡的安全系数.     

不等厚板对接焊疲劳寿命结构形状影响分析

从焊接部位局部应力集中的角度分析了不等厚板在不同焊接形式下的疲劳寿命。利用有限元法求解了20种具有不同焊接对齐方式、焊趾角和厚板削薄段斜度的球形封头和简体对接焊结构在承受循环载荷作用下的局部应力,参照修正的Goodman理。论和JB4732——1995《钢制压力容器——分析设计标准》得到焊接结构的等效疲劳应力幅和疲劳寿命。结果表明,不等厚板对接焊时,对齐方式和焊趾角对焊缝区域的局部应力集中和结构的疲劳寿命有显著影响,而厚板削薄段斜度在1：4～1：3对应力集中和疲劳寿命影响不大。     

液压自动吊卡技术现状及发展建议

液压自动吊卡可提高钻修井效率,减轻工人的劳动强度,是未来吊卡技术发展的必然趋势。在介绍国内外液压吊卡技术现状的基础上,指出了国产吊卡的不足,表现在多为对开式结构,无法配置翻转机构,产品结构、规格单一,承载能力低。同时建议国产的液压吊卡应朝着产品系列多样化、产品通用化方向发展,并且设计出新的带翻转机构的吊卡。可通过提高铸钢件技术水平的手段来提高吊卡的承载能力及强度,减小吊卡的尺寸和质量,提高产品竞争优势。     

钻杆NC50内螺纹接头裂纹原因分析

为推广应用斜坡吊卡台肩钻杆，对某井钻杆内螺纹接头直角吊卡台肩部位断裂和裂纹事故进行了详细调查研究，并对一根内螺纹接头钻杆进行了失效分析。失效分析内容主要包括裂纹宏观分析和微观分析，钻杆接头材料化学成分、力学性能和金相组织试验分析，钻杆在钻井过程中受力条件分析等。通过失效分析，认为钻杆接头为早期疲劳失效，钻杆内螺纹接头直角吊卡台肩部位产生早期疲劳断裂和裂纹的原因是该部位结构尺寸不合理，应力集中严重。在钻井过程中钻柱会承受交变的拉伸、扭转、弯曲、震动等疲劳载荷，很容易在应力集中严重的内螺纹接头直角吊卡台肩部位产生疲劳断裂和裂纹。要从根本上防止钻杆接头断裂，建议采用斜坡吊卡台肩钻杆。     

DDZ5—18—350牛头钻杆吊卡断裂分析

对ＤＤＺ５－１８－３５０牛头钻杆吊卡三维应力场进行分析后，采用有限元位移法，求解危险截面处不同深度和形态表面角裂纹的应力强度因子，给出了应力强度因子沿裂纹前沿的变化规律。根据有限元数值，拟合出关于角裂纹特征参数的无量纲应力强度因子表达式，为预测带裂纹的牛头钻杆吊卡的承载能力、剩余寿命、确定探伤周期和制定判废标准等提供了必要的断裂分析参数。     

一种自动翻转吊卡的研制

传统手动吊卡采用全手工操作,操作人员劳动强度大,安全性低。为此,研制了自动翻转吊卡,并对关键部件翻转机构进行了优化设计。首先根据几何空间要求确定了需要优化的参数,然后将设计的虚拟模型导入到Admas软件中进行运动学和动力学仿真。通过分析确定了最优点,并依据最优点加工了自动翻转吊卡。实验证明,翻转机构可以很好的实现吊卡翻转,仿真结果与实验结果误差较小。