水平井中钻柱屈曲的非线性有限元分析

建立了直井中钻柱屈曲的平衡方程及对应的泛函表达式,使用有限元法对不同约束下水平井中钻柱从稳定到非线性屈曲的整个过程进行了分析。力学模型中考虑了重力和扭矩对屈曲的影响。分析结果表明:钻柱的屈曲是一个从局部屈曲到总体屈曲的过程,屈曲段的井壁约束力、钻柱弯矩和屈曲位移呈周期性变化;重力在水平井中对屈曲有较强的抑制作用;边界约束对屈曲的影响不可忽略;扭矩对屈曲的影响很小,可以忽略。     

有限元分析在液体菌种发酵罐容器设计中的应用

利用有限元分析软件ANSYS对液体菌种发酵罐容器外壳进行应力分析校核,对罐体的整体和局部受力条件有了更准确直观的认识,从而提高了设计的安全性,并为发酵罐的进一步结构优化研究提供了理论基础。     

基于COSMOS的皮革压花机机架应力分析及改进设计

压花机压制过程中压力很大,在使用过程中发现机架某些部位会产生裂纹.运用COSMOS仿真软件对该结构分析,从压花机运动仿真入手,得到有限元分析所需准确的边界条件与约束.在此基础上进行了压花机机架有限元分析.结果表明,其危险区域并非严格的对称分布,主要集中在边角处及螺纹孔处.经多次的改进、分析比较,最终确定出一种能节省材料又使最大应力减小的方案.     

复合材料开孔薄板受力有限元分析

对复合材料开孔层合板应力集中情况进行了深入探讨,给出理论上分析计算复合材料开孔应力集中的一般方法,得出了影响应力集中问题的主要因素.并通过有限元分析软件NASTRAN对一典型开孔复合材料层合板进行有限元分析,得出开孔复合材料板应力集中较金属材料严重的结论,具有一定的工程指导意义.     

全自动圆压平模切机机架的有限元分析及改进

以ADAMS仿真结果为依据,利用ANSYS软件对全自动圆压平模切机机架进行有限元分析,结果表明机架出现应力集中的部分主要是在桁架的联结处、机架与地基的联结点,另外机架的变形量较大,在承受循环变力的过程中,随着循环次数的增加,机架很有可能发生疲劳破坏。因此针对以上结果,对应力集中及易发生变形的部分结构进行改进,或者设置加强装置。对改进后的机架建立相同的有限元模型进行分析,通过对比改进前后的分析结果可以得出改进后机架性能有明显的提高。     

35CrMo钢缺口试件有限元分析与设计

分析与设计缺口试件,是试验研究应力集中和尺寸效应,同时考虑对疲劳强度影响规律的首要问题之一.应用有限元的方法分析缺口试件的应力集中问题,计算了单缺口试件的理论应力集中系数.确保单缺口试件与多缺口试件应力梯度一致的情况下,完成35crMo钢缺口试件的设计.从缺口试件的有限元分析过程中发现:缺口根部表面附近受应力集中的影响较大,在此处产生了较陡的应力梯度;多缺口试件缺口的应力梯度随着缺口间距的减小和缺口半径增大而增大.同时,应用有限元方法计算理论应力集中系数,克服了传统方法的局限性,简单易行.     

过盈联接的有限元分析

提出了一种利用接触单元和等效温度载荷模拟孔轴过盈联接,进行有限元分析和方法,该方法为精确分析过程盈联接相对一定过盈量的许用扭矩,以及孔轴零件的的应力集中情况提供了有效手段。     

钻柱测量接头的机械结构设计与制造

有关钻柱在井下的工作情况，国内外有关学者从理论上早已进行了较深入的研究，所建钻柱模型及求解方法也各有特色，但至今钻柱在井下的实际工作状态还有待研究。研制了一种实用的钻柱井下测量接头，它可连接在钻柱的不同部位随同钻柱下井，实测、记录并存储钻柱在井下不同位置的受力与运动等参数，起钻后进行数据回放，并进行钻柱力学分析以验证各理论模型的准确性。重点介绍该测量接头的机械结构设计与加工制造。     

基于VB和ANSYS的钻柱振动软件开发

利用VB及ANSYS参数化设计语言,开发了钻柱有限元模型自动生成、受力及振动分析系统,实现了钻柱结构尺寸、钻柱组合和钻井工艺条件的参数化处理.该系统具有友好、方便、易用的人机交互界面,并对ANSYS命令流进行后台封装,可以让非专业人员容易操纵,具有一定的现场指导价值.     

MARC有限元分析在轴结构设计中的应用

在利用有限元方法对轴易产生应力集中的部位进行了细致地建模，通过计算得到了轴的结构应力分布规律、变形量；通过对危险截面的强度校核验证了原设计方案的可靠性，从而为该轴方案的最终确定提供了理论依据，同时也为轴的结构设计提供了一种有效的方法。     

汽车钢板弹簧的应力和变形分析

应用有限元法对一种在垂直力作用下的3片式钢板弹簧进行分析,其中应用8节点块单元对板簧进行实体建模,采用接触分析来模拟板簧各片逐渐进入接触的情况。对钢板弹簧的中心螺栓、U型螺栓夹紧和卷耳、吊耳部分的铰链约束进行独特的处理。应用所建立的有限元模型计算板簧的应力分布和载荷-变形曲线。对该板簧进行的实验应力分析表明,应用该有限元模型得到的计算应力和载荷-变形特性与试验结果吻合较好。     

卡点计算的有限元分析

在修井作业中钻杆被卡不是偶然的事,常常需要判断钻杆卡点位置.为了寻找判断卡点位置的理论依据,需要弄清楚钻杆在套管中的力学行为特征.在深达千米甚至数千米的油水井中,利用常规手段是难以描述出钻杆工作时的应力应变状态以及钻杆的变形形态.而利用有限元法有望模拟直井中钻杆在套管中的变形形态,并给出提升力与钻杆变形量的计算结果.现场施工工程师可以根据提升力与钻杆变形量之间的关系,判断出钻杆在井下的卡钻的位置,从而利用合理的手段和工具解决卡钻问题.研究目的就是要实现直井管柱的有限元模拟过程,并通过对有限元计算结果的分析,认识套管中修井钻杆的力学行为特征,为判断卡点位置提供分析依据.     

钻柱结构与井壁岩石互作用下系统耦合非线性动力学研究

在石油钻井过程中,钻柱的运动过程相当复杂,不仅存在纵向、横向和扭转振动,而且还与井壁发生随机接触碰撞.在考虑钻头与岩石互作用随机载荷以及钻柱与井壁接触碰撞随机载荷作用下,建立实态工作状态下钻柱与井壁互作用下钻柱系统纵向、横向、扭转耦合非线性动力学模型,研究高度耦合非线性动力学模型的数值计算方法,探讨钻柱在钻井过程中运动规律、力学性能,为实态工作工况下钻柱系统耦合非线性动力学奠定理论基础,具有重要的理论意义和学术价值.     

轴流式水轮机叶片刚度和强度有限元分析

轴流式水轮机转轮叶片进出口边与枢轴法兰连接的根部易出现应力集中。本文利用ANSYS有限元计算程序对某轴流式水轮机叶片的刚度和强度进行详细的计算分析，提出开应力缓冲槽的改进方案，并进一步探讨应力缓冲槽的形状、大小对降低应力集中效果的影响；在此基础上，提出加大叶片与法兰交接处过渡圆弧的改型方案，对改型前后叶片的应力、变形及模态分析表明，改型后的叶片应力集中显著改善，刚度和固有频率变化较小。     

ELASTIC-PLASTIC FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THREE-DIMENSIONAL CONTACT-IMPACT AT RAIL JOINT

Using the finite element code ANSYS/LS-DYNA, a dynamic finite element model with anelastic-linear-kinematic-hardening plastic material is established to analyze elastic-plastic stresses inthe railhead in the impact process of wheel and rail occurring at the gap of rail joint. The model isbased on the discrete elastic support condition of the rails, which is suitable for the actual situation ofwheel/track rolling contact. In the analysis the influences of axle load, yield stress and tangent modulus     

某型号注塑机械手的有限元数值分析

应用有限元数值分析软件ANSYS对所设计的某型号注塑机械手进行数值分析。对该机械手做了模态分析、谐响应分析。针对实际工况,分析机械手的瞬态动力响应,指出该机械手设计的薄弱环节,说明减少动力响应的结构改进途径。结果表明,应用ANSYS可较精确地分析机械手上各节点的位移、应力情况,确定机械手的动力特性,为改进机械手受力状况和结构优化设计提供理论依据。     

周边夹持大应变金属薄膜变形特性有限元分析

受侧向载荷作用的金属薄膜可作为一种功能元件用于防止装置超压或实现某些特定的工艺操作,在许多行业被大量使用。几何和材料非线性的特点使得解析计算非常困难,目前其设计和制造主要依赖于实验。文中采用MITC4(mixed interpolation of tensorial components)壳元基于T.L．(Totoal Iagrange)列式,对普通和开有透缝的二种结构形式的金属薄膜进行有限应变弹塑性有限元分析。通过与实验结果的比较,得出如下的结论,①普通膜的高应力应变区位于极顶附近约1／3口径的区域,应力梯度自周边向内不断减弱。②极顶挠曲高度随加载呈弱“S”形的规律变化。③随加载,横向塑性应变的变化过程可以划分为缓慢增加段、过渡段和快速增加段3个阶段,阶段的2个分界点为pa/so≈530MPa和880MPa。④透缝膜高应力应变区位于内圈终止小孔孔桥间的边缘局部区域。⑤存在一个重要的数群pa/(s0b),不同d时最大等效应力相对于该数群具有十分相近的变化规律。     

一种轧机动力分析有限元模型

提出一种四辊轧机动态性能分析的平面有限元模型,该模型由梁单元、杆单元、刚度单元和质量单元等组成。根据该理论,可计算得到轧机容易激发的固有频率。用试验检验了所提模型的正确性。     

汽车空气悬架的弹簧支架的三维有限元分析及改进设计

简述弹簧支架在整个空气悬架系统中的作用,针对某种型号客车的空气悬架的重要部件——弹簧支架进行有限元分析,计算弹簧支架的应力和变形特性,找到原有结构设计的薄弱环节。在此基础上改进设计,同时进行理论分析,并将新的设计方案与原有设计进行对比研究。     

液压传动中流体瞬变的有限元分析

提出了一种二维液体瞬变分析的有限元新方法,建立了液压传动系统液体瞬变现象的两维模型,并编制了相应的分析软件。这种方法可用于计算非定常微可压粘性液体在瞬变过程中的压力和流速分布。据此确定的快速锻造液压机主控阀启闭特性,可保证整机系统具有较小的液压冲击。