实体膨胀管膨胀力理论模型简化

膨胀技术广泛应用于油气钻采领域中,膨胀技术中的膨胀力是膨胀工具合理设计的关键技术参数,采用主应力法建立了膨胀管膨胀力的计算模型。针对膨胀力解析式较为复杂、不利于计算的问题,采用理论分析、数值模拟和实验相结合的方法对膨胀力进行研究,引入扩径因子,通过改变膨胀锥角建立膨胀锥体和膨胀管有限元模型,采用有限元分析的方法对不同摩擦因数下膨胀管的膨胀力进行数值模拟,结果显示膨胀力的理论值与实测值较为一致。通过不同摩擦因数下膨胀锥角与扩径因子的关系得知:在相同摩擦因数时,扩径因子随膨胀锥角的增大而增大。在半膨胀锥角为10°时,对膨胀管膨胀力的实测值与简化模型理论值进行对比,结果基本吻合,证明了简化膨胀力理论模型的合理性。扩径因子的引入简化了膨胀力的计算,为膨胀工具的设计提供便利。     

基于Deform-2D的铝合金板料自冲铆接质量的研究

以电动汽车电池箱中铝合金板料的铆接为研究对象,利用Deform-2D软件,建立板料自冲铆接的有限元模型,并对两层1. 5 mm料厚的5052-H32铝合金板料的自冲铆接过程进行有限元仿真,借助铆接设备与安装模具对仿真结果进行试验验证,得到互锁长度、残余厚度和钉头高度的模拟值与试验值之间的相对误差分别为11. 46%、5. 37%和2. 86%,从而验证了有限元仿真的正确性。在有限元仿真的基础上,分析了工艺参数对板料铆接质量的影响变化趋势。研究结果表明:互锁长度随着模具凸台高度以及铆接速度的增加而增大,而随着模具深度的增大呈现不断减小的趋势;钉头高度与残余厚度随着模具凸台高度及铆接速度的增加而不断减小,而随着模具深度的增加则呈现逐渐增大的变化规律。     

成形温度对等井径膨胀套管螺纹接头强度的影响

实现井眼等直径钻井是膨胀管技术的终极目标,而套管之间的螺纹连接处为其膨胀成形过程中最危险的部位,应重点关注。以孪生诱发塑性(TWIP)钢为研究对象,利用有限元软件ABAQUS模拟了不同温度下螺纹接头的膨胀成形过程,分析了成形过程中膨胀力、Mises应力和三向应力的演化情况,并对成形后螺纹接头的残余应力做出了分析。结果表明,随着温度的增加,螺纹接头所需膨胀力逐渐减小;螺纹接头成形过程中径向应力和轴向应力以压应力为主,环向应力以拉应力为主;螺纹接头成形过程中以及成形后,随着温度增加,Mises应力峰值与抗拉强度之差逐渐变小,螺纹接头越容易失效。     

过盈量对双剪连接件钉传载荷及寿命影响分析

采用试验和有限元分析相结合的方法开展双剪切连接件钉传载荷研究。数值模拟得到的双剪切连接件钉传载荷与试验结果相吻合,验证了有限元模型的正确性。在此模型基础上分析了过盈量对钉传载荷分配比率的影响。结果表明:第一排螺栓传载最大,约占50%;随过盈量增大,第一排螺栓传载比率增大。     

冷轧支承辊辊套内外表面应力分布及其影响因素研究

为了准确定量预测冷轧过程中组合式支承辊过盈配合面应力分布规律及冷轧和装配工艺参数对应力分布的影响,基于ABAQUS软件完成了冷轧过程组合式支承辊辊套内外表面应力分布仿真。得到了冷轧过程中组合式支承辊过盈配合面及辊套外表面各应力分量沿轴向和周向分布,并分析了辊套厚度、摩擦系数、过盈量、轧制力、弯辊力以及辊套和辊芯倒角对冷轧过程辊套内外表面Mises应力分布的影响。研究结果表明:支承辊外径不变时,辊套厚度与过盈配合面Mises应力成正比,而辊套厚度与辊套外表面Mises应力成反比;摩擦系数对辊套过盈配合面Mises应力影响很小;当过盈量增大时,辊套过盈配合面上接触应力及Mises应力明显增大,辊套外表面Mises应力有小幅度增加;轧制力增大导致过盈配合面及辊套外表面压扁区Mises应力明显增大,而对其它区域应力分布影响不明显,弯辊力对过盈配合面及辊套外表面Mises应力影响均较小;辊套外表面外倒角和辊芯外倒角对降低冷轧过程辊套过盈配合面外端部应力集中有明显作用,辊套外倒角对辊套外表面端部应力分布影响显著,而辊芯倒角对冷轧过程辊套外表面端部应力分布影响很小。     

锥面密封的轴力计算方法与应用

本文从分析带有锥角差的锥面过盈配合的弹性变形入手， 推导了接触宽度ｌ 与最大半径过盈量δｍａｘ 之间的关系， 给出了为保证接触宽度和接触压强而应施加轴向力大小的计算方法。根据本方法计算出吹瓶机上锥面密封所需的轴向力， 实际应用证明了该方法的正确性。     

实体膨胀管的膨胀力理论计算及试验分析

膨胀技术广泛应用于钻井和堵塞领域中,膨胀力是膨胀技术的重要技术参数,也是膨胀工具设计的依据。为了确定膨胀力的计算模型,结合膨胀管的实际受力情况作出基本假设,采用了弹性理论分析的方法对膨胀管进行力学分析,得到了膨胀管膨胀力理论计算模型。对膨胀半锥角为10°的膨胀锥体通过膨胀管后的膨胀力进行理论计算,结果表明:膨胀力的理论值与实测值较为一致,证明了膨胀力理论计算模型的正确性和合理性。膨胀力理论计算模型为膨胀工具的设计提供了依据。     

马氏体合金钢3J33b磨削力热载荷–晶粒尺寸演变的动态迭代作用机制研究

目的 探究微磨削过程中微磨削力热–晶粒尺寸演变的动态迭代作用机制,构建考虑动态迭代作用的磨削力热模型,提高微磨削力热的预测精度。方法 基于金属材料再结晶理论,探究磨削各阶段弹塑性变形作用下材料晶粒尺寸的演变规律。基于微观组织增强理论,分析微磨削加工过程中材料的流动应力,揭示多颗磨粒重复加载作用下晶粒尺寸演变–微磨削力热的动态迭代作用机制,通过微磨削实验进行实验验证。最后基于灵敏度分析,探究不同工艺参数组合下马氏体合金钢塑性变形和材料去除机理。结果 考虑动态迭代作用的磨削力预测模型的预测值在切向力的平均相对误差为31.51%,法向上的平均误差为27.40%,传统模型磨削力预测值切向力平均相对误差为40.82%,法向力平均相对误差为39.54%。考虑微磨削力热–晶粒尺寸演变的动态迭代作用的磨削温度最大温度预测值的平均相对误差为12.97%,而传统的磨削温度预测值的平均相对误差为16.14%。磨削力随着线速度的增大而减小,随着进给量、磨削深度和晶粒尺寸的增大而增大。磨削温度随着线速度和磨削深度的增大而增大,随着进给量和晶粒尺寸的增大而减小。结论 考虑微磨削力热–晶粒尺寸演变的动态迭代作用的磨...     

工程车辆油气悬挂温度场影响因素分析

油气悬挂内部物理状态对其输出特性具有重要影响,其中温度场的变化是不可忽略的重要因素。根据油气悬挂的结构特点,搭建力学模型;基于传热学理论,考虑了缸筒和活塞杆的热容对油气悬挂温升的影响,运用集中参数热模型法建立了油气悬挂的热力学模型,并将其与油气悬挂的非线性输出力数学模型相结合,得出了油气悬挂温度变化的规律。搭建油气悬挂周期激励试验台,通过油气悬挂热力学模型的计算结果和油气悬挂周期性激励加载的试验结果都表明:油液是影响悬挂温升的主要内部因素,而且在外界激励存在的情况下,由于与外界环境的热量交换,悬挂的温度会逐步达到一个平衡的状态;同时试验结果中输出力的变化趋势表明:悬挂系统温度变化对悬挂输出力的影响是不能忽略的,在实际中应加以重视。     

过盈配合对沉头铆钉无载孔疲劳寿命的影响分析

针对飞机结构中过盈配合对无载孔疲劳寿命的影响开展了研究,通过试验对比分析了普通铆接试验件和过盈量1%铆接试验件。结合有限元分析,采用多轴疲劳理论对不同过盈量的铆接紧固孔在疲劳载荷下的损伤参量进行研究,确定过盈量对疲劳损伤的影响规律。实验结果表明:过盈量为1%铆接紧固件可提高紧固孔的疲劳寿命15%左右;通过有限元分析,适当的过盈量可降低紧固孔的应力幅和应变幅,进而降低疲劳损伤参量。