环形气囊地面及水下充气试验及仿真分析

为研究环形气囊在地面及水下的充气特性,对其充气过程展开试验研究和仿真分析。在地面及不同深度的水下开展了环形气囊充气试验,利用高速相机获取了充气过程的影像,并记录充气时间。建立了地面及水下环境中环形气囊充气过程的数学模型,并分析了充气深度对充气过程的影响,发现充气时间与充气深度呈明显的非线性关系。根据分析结果,提出了不同充气深度下使用不同体积气瓶的充气策略,以兼顾环形气囊充气过程的稳定性和灵活性。对比分析环形气囊充气过程的仿真结果与试验结果,发现两者的一致性较好,验证了充气过程数学模型的正确性,这可为水下充气装置的工程设计和应用提供参考。     

钻杆接头脱扣和胀扣原因分析

某井钻杆在使用中发生接头胀大和脱扣事故。采用化学成分分析、力学性能测定、宏观和微观组织检验、尺寸测量及钻杆的力学分析等方法对其进行了分析和讨论。结果表明,钻杆接头材质符合标准要求,钻杆接头在使用过程中胀大失效的原因主要是井下扭矩超过了钻杆接头的承载能力所致。     

基于摄影测量的充气膜结构有限元建模方法

为了对正常使用过程中的充气膜结构进行荷载和动态特性等进一步分析和安全评价,提出了基于摄影测量的在役充气膜结构有限元模型建立方法。首先,采用三维摄影测量法对正常使用过程中的充气膜结构外形进行测量,并利用压力传感器测得相应的充气内压。然后,基于测量的外形及内压,将连续的膜面离散为膜线,并将内压按从属面积分配到相应的节点上,应用引入线性调整理论的索杆体系找力分析理论对膜线的力密度进行计算。随后,基于杆系结构平衡矩阵理论和小变形假定,应用非线性协调矩阵广义逆法,对结构的零应力态进行求解。最后,将得到的零应力态作为初始模型,利用有限元软件对其进行充气数值模拟,得到正常使用状态下的充气膜结构有限元模型。通过ETFE气枕模型的测量试验,验证了所提出的方法。     

13Cr钢防砂工具转换接头开裂原因分析

某油田在钻井完成后,发现13Cr钢防砂工具转换接头开裂导致接头不能继续再使用。通过对发生开裂失效的13Cr钢防砂工具转换接头进行宏观分析、外形尺寸测量、磁粉探伤检测、化学成分分析、金相检验、力学性能试验、电子显微镜分析以及能谱分析等,查明了其开裂原因。结果表明:13Cr钢转换接头材料冲击韧度低,硬度较高,材料表现出明显的硬脆性,接头开裂为典型的沿晶脆性开裂,接头近表面大量孔洞和夹杂物的存在导致其受到周向应力时,裂纹沿粗大的马氏体晶界快速沿晶扩展形成开裂。     

丝绳芯输送带高效硫化接头的研究

阐述了钢丝绳芯输送带硫化接头技术的优化改进,通过试验优化接头硫化工艺、采取预留接头、减少涂胶浆环节等有效措施,大大降低了硫化接头的操作时间,为输送带使用客户的安装调试争取了时间。     

气井用套管螺纹接头失效分析

针对某气田开采井使用的N80钢级套管在下井后保压过程中出现的泄压事故,通过对失效接头进行了宏观观察、管材力学性能和化学成分分析,并对同批次未使用的套管接头进行了螺纹参数及外观检验,综合现场施工情况对螺纹接头失效的原因进行了分析。结果表明:产品存在缺陷和上扣扭矩过大是螺纹接头失效的原因,并提出了保证气井用套管使用安全的建议。     

充气天线反射面结构的理论分析与精度预测

针对充气天线反射面的结构特点,运用无矩理论建立了充气反射面结构分析模型和力边界约束模型。推导出薄膜反射面结构位移和应力的通解以及在特定边界条件下的特解,并通过具体算例对理论法与数值法的分析进行了比较。最后指出了初始几何构型为所设计的反射面结构时,充气后反射面的精度估算方法。并且分析了充气天线结构中各个设计参数和使用条件对形面精度的影响,为充气天线反射面结构的设计和优化提供依据。     

受弯充气锥台的褶皱特性分析

充气锥台是空间充气膜结构的主要承载力构件单元之一,膜面褶皱是导致其承载力降低的关键因素。该文基于薄膜理论分析了受弯充气锥台的褶皱特性。借助褶皱的应力判定准则对褶皱特征参数进行了预报,得到了初始起皱位置和起皱力随充气锥台两端半径比的变化规律,并得到了数值分析结果的验证。该文的结果为空间充气薄膜结构的承载能力预报提供重要依...     

表面处理对5083铝合金板胶接性能的影响

以α-氰基丙烯酸酯类瞬干胶为胶粘剂,采用剪切试验、接触角试验和扫描电镜观察系统研究了丙酮简单清洗、喷砂处理、阳极氧化处理以及偶联剂处理对5083铝合金板胶接接头剪切强度的影响。结果表明:经简单清洗后,所得胶接接头的剪切强度最低;在附着力和机械啮合的共同作用下,喷砂处理和阳极氧化处理胶接接头的强度得到了提高,其中阳极氧化处理的效果最为明显,与简单清洗胶接接头相比,剪切强度提高了223.1%;胶接前适当使用偶联剂可以使简单清洗和喷砂处理胶接接头的剪切强度提高,在该试验条件下,KH-550偶联剂体积分数为5%时,胶接接头的剪切强度均达到了最大值;但偶联剂使阳极氧化处理形成的纳米小孔不能发挥机械啮合作用,所得胶接接头的剪切强度相比未使用偶联剂的反而降低。     

钻杆接头粘扣原因分析

通过对油田现场粘扣钻杆接头粘扣形貌进行分析和钻杆接头上部扣试验,对某油田钻杆螺纹接头粘扣原因进行了分析。结果表明:该批钻杆在使用过程中发生粘扣,既与接头本身抗粘扣性能差有关,也与使用操作不当有关,钻杆接头在安装时存在偏斜对扣、没有引扣、高速上扣等问题。最后通过对现有标准和钻具使用条件进行分析,提出了评价钻具螺纹接头抗粘扣性能的上卸扣次数的建议。     

平流层飞艇充气柔性膜结构的区间不确定优化

根据随体坐标描述法,以变形后的构型作为参考基准,研究构建准确的充气膜结构应变/位移几何关系。利用虚功原理建立平衡方程,同时使用更新的拉格朗日格式(UL格式)保证膜结构分析求解的精度和稳定性。在充气柔性膜结构的分析和优化中引入不确定性参数,通过区间数学理论对其进行刻画。基于区间不确定性优化的模型和算法,对充气膜结构进行区间可靠性优化,为提高膜结构在复杂工况下的可靠性,降低失效概率提供借鉴和参考。     

高压钢丝缠绕胶管内剥胶工艺结构的受力分析

大流量高压钢丝缠绕胶管接头扣压后抗压、抗拉强度偏低,在煤矿井下使用过程中经常出现胶管接头抽头胶套破损现象。经采用胶管内剥胶生产工艺,提高了扣压后的胶管接头抗压、抗拉强度,生产使用可靠性显著提高,故障率、材料消耗降低,保障了正常生产。     

充气结构的空间造型分析研究

考虑充气膜结构的几何大变形和小应变的特点,以建筑力学和造型技术为基础,对不同造型充气结构的约束条件、力学性能等方面进行分析,总结不同造型充气结构的优缺点并对其进行造型分类,突出其不同功用。最后,通过对逐步充气加压过程中,充气造型的几何变化特征和膜面应力变化进行分析,总结不同造型在不同边界、不同内压下的变化规律。     

充气自旋结构的动力学特性研究

针对一种共机架式充气自旋结构，对其进行精确动力学建模与动力学特性分析。分别采用绝对节点坐标描述的缩减壳单元和自然坐标法建立柔性充气管与刚体卫星的动力学模型，基于拉格朗日乘子法将运动学约束引入系统动力学方程，建立其刚柔耦合多体系统动力学模型。考虑充气自旋结构在平衡构型处的线性振动，通过坐标变换推导充气结构在匀速自旋下的特征方程，采用频率平移方法计算其共振频率与模态振型，并利用有限元软件验证其正确性。研究充气自旋结构共振频率随转速和充气气压变化的规律，仿真结果表明，自旋转速与充气气压等因素会引起共振频率曲线的转向、交叉以及模态切换等现象，从而影响充气自旋结构的稳定性。     

钻井工具接头内螺纹牙型底部开裂原因

某钻井工具接头在短期使用后出现周向裂纹,采用化学成分分析、硬度测试、金相检验等方法对其开裂原因进行了分析。结果表明：该钻井工具接头的裂纹为疲劳裂纹,裂纹萌生于内螺纹接头与杆柱体最临近的螺纹牙型底部,在周期性疲劳载荷的作用下,裂纹沿螺纹牙型底部周向扩展,同时向外壁方向扩展,最终外壁发生开裂。     

真空封口接头环境适应性改进研究

真空封口接头是连接低温设备真空腔与抽真空设备之间的接头,其可靠性直接影响抽真空效果,以及真空腔内的漏放速率、真空寿命等指标,目前的真空封口接头采用两道密封,封口罩钎焊到管路上,密封性能在一些环境温度极低的地区可靠性不高,并且使用不方便。通过对原真空封口接头进行优化分析、可靠性改进设计和试验验证,提高了单机设备的真空使用寿命,同时为低温加注设备的安全性和可靠性提供了保障。     

爆胎对牵引火炮行驶性能仿真分析

为研究内支撑轮胎爆胎对火炮行驶性能的影响,由于安全性实验危险系数大,利用虚拟试验的方法来研究牵引火炮行驶过程。利用多体动力学软件建立了火炮行驶模型,模拟其行驶过程,得到了速度对其的影响,并与传统的充气轮胎进行了对比分析。仿真结果表明:内支撑轮胎自身结构合理,应力分布均匀,速度对火炮侧偏性能有着重要影响,较传统充气轮胎的性能有所提高,为内支撑轮胎试验和使用提供了理论数据。在仿真结果的基础上,通过基地试验验证了仿真结果的正确性。     

充气缓冲衬垫的性能及应用研究进展

目的 从材料、充气压力、结构、实际应用等方面论述充气缓冲衬垫在运输包装应用中的研究进展,总结各项因素对充气缓冲衬垫性能的影响及未来研究方向。方法 通过查阅国内外学者近年来对充气缓冲衬垫的各项研究报告,对影响充气缓冲衬垫承载与缓冲性能的各项因素,以及实际应用效果的研究结论进行整理总结。结果 验证了各项因素对充气缓冲衬垫承载和缓冲性能的影响,其中充气压力的变化对充气缓冲衬垫性能的影响尤为突出,在一定范围内缓冲性能随充气压力的增大而增大;在结构尺寸方面,随气室尺寸增大而增大,同时衬垫性能也受材料不同的影响。结论 通过国内外研究现状和进展可知,充气缓冲衬垫的性能随材料、充气压力以及结构尺寸等因素的变化而变化;其综合缓冲性能优于传统缓冲材料,且符合环保理念,有很大的发展与研究前景。     

卷烟纸接头检测装置的设计

PROTOS卷烟机配置的卷烟纸接头检测器是豪尼公司80年代设计的产品,在多年的使用过程中发现该检测器存在诸多问题：检测器对盘纸自身携带的接头检测不灵敏;在电路设计上没有考虑金粉使用对剔除的影响;器件老化后调整困难,维修成本很高等。为此,我们自行开发了可以替代豪尼接头检测器的检测装置,通过探测卷烟纸透光率的变化,实现对接头的在线动态监测,能在7000支,分钟生产速度下检测并剔除宽度大于3mm的接头,实现替代PROTOS卷烟机上现有接头检测器的目的。     

高压胶管内剥胶工艺结构的受力分析

大流量高压钢丝缠绕胶管接头扣压后抗压、抗拉强度偏低，在煤矿井下使用过程中经常出现胶管接头抽头胶套破损现象。经采用胶管内剥胶生产工艺，提高了扣压后的胶管接头抗压、抗拉强度，生产使用可靠性显著提高，故障率、材料消耗降低，保障了正常生产。