压裂泵泵头体弹性有限元分析

重点介绍了压裂泵泵头体在同一内压作用下,各处发生的塑性变形和产生的残余应力的大小是不一样的,利用ANSAYS软件试算的方法确定泵头体的弹性极限压力,获得了泵头体在小于弹性极限内压的压力作用下的有限元弹性模拟模型,从而发现压裂泵泵头体的危险部位在缸腔和阀腔相贯部位,能够很好地解释现场发生的泵头体开裂现象.     

柱塞泵泵头体应力集中及疲劳寿命分析

对某柱塞泵泵头体进行了三维有限元分析,获得了泵头体的应力分布规律,计算出了泵头体缸腔和柱塞腔相贯处的应力集中系数,并应用泵头体的S-N曲线方程和有限元分析结果对泵头体寿命进行了计算,为泵头体的寿命估算提供了依据.     

基于ABAQUS的五缸泵头体有限元分析

对某五缸柱塞泵泵头体应用ABAQUS软件进行了三维有限元分析,获得了泵头体的应力分布规律,找到泵头体容易出现危险的位置,并对泵头体的危险截面进行结构优化,由最初的最大应力336.1MPa优化到242.5MPa,优化后的最大应力分布主要集中在缸腔和出口腔相贯的位置。同时针对优化后泵头体的模型尺寸,得到泵头体在不同工况下应力的变化趋势,为五缸泵头体的使用提供一定的参考依据。     

搪玻璃设备管口搪玻璃层内残余应力及其影响因素

为了考察搪玻璃设备管口搪玻璃瓷层残余应力分布及其相关影响,利用Abaqus软件模拟了搪玻璃设备搪烧后的冷却过程。模拟结果表明,管口搪玻璃层残余第一主应力最大值均随管口圆角半径R增大而减小,且当基体圆角半径R小于6 mm后,瓷层残余最大主应力随圆角半径R的减少增加明显;而当圆角半径R增大至15 mm后,残余最大第一主应力减少趋势变得逐渐平缓。另外,搪玻璃层内最大主应力数值随基材与搪玻璃层材料线膨胀系数差减少而减少。管口圆角处搪玻璃层厚度减少可使管口圆角处第一主应力残余应力略减少。     

100 Mpa自增强压裂泵阀箱疲劳强度分析

对国产某型号100MPa压裂泵阀箱进行三维弹塑性有限元分析，首先计算工作应力，随后对自增强过程进行非线性分析，确定相贯线处残余应力与自增强压力Pa的关系，进而确定最佳自增强压力为580MPa，此时残余压应力可达1010MPa。对自增强与非自增强阀箱的疲劳开裂寿命进行分析评估，当工作压力不高于100MPa属于高周疲劳，工作压力高于120MPa时属低周疲劳。自增强后疲劳开裂寿命较之未自增强时可提高4～9倍，工作压力愈高提高幅度愈大，     

高压大通径井口四通强度分析及流道结构改进

压裂四通是压裂井口设备的重要组成部分,压裂作业过程中高压大排量压裂液由四通汇入井口,需要关注四通在高压力作用下的强度问题。针对上述问题,采用有限元方法建立了含不同流道锥度的四通有限元模型,模拟了不同锥度条件下的四通相贯线处应力分布。计算结果表明,所设计压裂四通应力强度满足设计要求,引入锥度能显著改善相贯线处的应力集中。     

材质对超高压压裂泵泵头体自增强性能的影响研究

以某型号的超高压压裂泵泵头体为研究对象,在改变其材料屈服强度的情况下,对其进行弹性有限元分析,得出其屈服强度和弹性承载能力的内在关系.在此基础上对自增强处理过程进行弹塑性有限元分析,可知提高泵头体的自增强性能应从材料的屈服强度和自增强内压两方面入手.     

基于NXNastran的TWS600S柱塞泵泵头有限元分析

泵头体作为柱塞泵液力端的核心部件,承受极大压力,为了提高产品设计的可靠性和合理性,用有限元分析软件NXNastran对TWS600S柱塞泵进行结构强度和疲劳强度分析,获得了泵头体应力分布规律,并对其局部结构的设计和制造提出改善措施。     

泵头体单排孔热处理可行性探究

通过实验研究泵头体单排孔垫处理结构及工艺的可行性。处理泵头体常规热处理工艺中,由于内部十字相贯孔的相贯线处应力集中却无法完全消除,严重时可能产生裂纹,最终导致泵头体报废,直接造成经济损失。虽然根据热处理工艺需要,在此处增加了R3 mm的圆角,但实际生产中该工艺要求无法得到保证。为改进传统热处理工艺存在的不足,采用泵头体材质样块,尝试取消十字相贯孔,采用单排孔热处理结构,并检查内部区域材料机械性能和微观组织,为后续工艺的改进提供参考。     

压裂泵阀箱自增强技术仿真研究

基于弹塑性自增强理论,对压裂泵阀箱进行了弹塑性有限元非线性研究,探讨了自增强技术和机械加工精度对阀箱疲劳寿命的影响。分析了不同自增强压力下的阀箱应力,确定了阀箱内腔相贯线处最佳自增强压力为420.6 MPa。对自增强前后阀箱的疲劳寿命进行预测结果表明:阀箱疲劳薄弱区位于内腔相贯线处,自增强后疲劳薄弱区向壁间转移,偏离了疲劳危险区域,阀箱内壁表面材料得到有效保护。自增强技术使阀箱应力峰值降低了30.61%,最低疲劳寿命提高了6.97倍。自增强技术与提高阀箱内腔表面加工精度的方法相比,前者对延长阀箱疲劳寿命效果更佳。     

基于有限元分析和断裂准则的FOD易折杆设计

机场跑道异物（Foreign Object Debris, FOD）探测系统易折杆设计是保证探测系统有效工作的关键,对防范FOD引起的机场安全风险具有至关重要的作用。文中以FOD探测系统支架易折杆为研究对象,提出在圆管上开半圆形缺口的设计方案以实现易折杆易断和耐疲劳的综合力学性能。通过有限元模拟方法,分析了不同圆角半径、圆管壁厚和缺口形状的易折杆在不同工作载荷下的应力应变状态。结果表明,随着缺口半径增大或壁厚减小,缺口根部应力水平提高,能够使易折杆在受到飞机撞击时快速断开,具备易折特性,但会降低疲劳寿命;反之会增加疲劳寿命,但不容易实现易折特性。合理调节壁厚和圆角半径,可以使易折杆具有易断性和耐疲劳的综合力学性能。     

冲击载荷下小模数齿轮动态应力研究

以冲击电钻小模数变速齿轮为研究对象,采用有限元方法研究,冲击电钻在堵转时所引起的不同的冲击载荷和冲击时间,对小模数齿轮齿根动态应力的影响,并分析比较在相同的静载荷作用下的静应力状态,以及不同的齿根过渡曲线对齿轮强度的影响。     

浮杯泵柱塞副变形的有限元分析

浮杯泵独特的结构导致其泄漏点大量增加,变形后的柱塞副密封间隙成为影响其工作性能的主要因素。在泄漏间隙理论分析的基础上利用有限元软件对三组不同柱塞腔尺寸的柱塞和浮杯在上死点和下死点两种极端位置处进行受压变形仿真,讨论变形后柱塞腔的尺寸对柱塞副间隙的影响。分析得到柱塞和浮杯变形后的变化规律,以及在密封线处浮杯的变形值约为0.8  μm和柱塞头的椭圆形变形趋势,对比得出在20 MPa的压力下直径为8 mm、深度为6 mm的柱塞腔能够使柱塞头的变形有效补偿浮杯的变形。     

提高齿轮弯曲强度的有效措施——加大齿根过渡圆角

本文用有限元计算及疲劳寿命试验法研究了不同齿根圆角对齿轮弯曲强度的影响。证明了加大齿根过渡圆角后的寿命相当于原有的三倍,所以是强化设计变速器的有力措施。本文还研究了加大齿根圆角的适用范围,提出了供设计时选择参数用的线图。并对加大刀刃圆角的剃前滚刀提出了设计方案。     

齿根过渡圆角处应力的分析计算

分别用传统的材料力学的方法计算了在齿轮设计过程中，轮齿齿根处弯曲应力和在同样的条件下，用有限元方法分析了不同齿根过渡圆角齿形的齿根剖面上各点以及过渡圆角处各节点的应力值。此结果和方法为选择正确的应力集中系数，得到适合于各种具体场合的优化齿形以及进一步进行齿根过渡圆角的优化设计提供可靠的帮助。     

不同沟槽棱圆角半径对带挡环的O形圈密封的影响

O形圈密封沟槽棱圆角有利于O形圈和挡环的安装,防止O形圈或挡环被锐边划伤而影响密封可靠性,且沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能也有较大影响.以沟槽棱圆角半径为变量,利用有限元分析软件建立有、无挡环配合使用2种O形圈密封结构的二维轴对称模型,分析在35 MPa介质压力下静密封和动密封2种密封状态下O形圈密封性能,比较不同半径...     

常见齿轮过渡曲线对应齿轮弯曲应力的比较分析

为了全面而深刻地了解齿轮过渡曲线,延长齿轮的工作寿命,从齿轮加工刀具入手对常见齿轮过渡曲线对应的齿轮弯曲应力进行了有限元分析,并将常规齿轮弯曲应力计算中的齿轮单对齿啮合区上界点引入到有限元载荷计算中,以提高有限元计算精度,最后将有限元计算的齿轮最大弯曲应力点与齿轮危险截面弦齿厚进行了对比,以验证结果的正确性。研究表明,应用齿轮过渡曲线设计方法所生成的齿轮,不但使齿形描述方便,而且使弯曲应力的分析更加准确。     

硬度影响压痕弹塑性行为的有限元分析

以具有不同硬度40Cr为研究对象,根据集中载荷下的接触模型和赫兹理论,计算了压痕接触半径和压痕附近弹性区域的表面局部接触应力,并采用有限元法,分析硬度物理量对压痕弹塑性行为、局部接触应力、卸载后保留在内部的残余应力的影响,探讨压痕参数、压痕接触应力、残余应力与硬度之间的关系以及载荷增加时它们的发展.结果表明,相同载荷下塑性隆起量、压痕接触半径、压痕量和塑性区范围随着硬度值的提高而减小,弹性回弹量、最大接触应力和残余应力随硬度提高而增加;压痕周围处接触应力和残余应力、其分布范围和塑性区域随载荷的增加而增加.     

Finite element analysis of tube inversion process with radiused dies

The extended r_min technique has been incorporated in the incremental updated Lagrangian formulation (ULF) of an elasto-plastic finite element computer code in order to handle the contact boundary condition when analyzing the axisymmetric tube inversion process with a quarter fillet die radius. A fillet die applies an axial compressional load onto a thin tube so that the inside or outside of the tube inverts totally making the central axis of the original tube the same as a new double-walled tube. This is called an inside-out or outside-in inversion process. This study employs an elasto-plastic finite element method to simulate and analyze inside-out inversion. The objective is to examine how different process factors, such as the geometry and material modulus, influence metal tube inversion. This study also simulates a quarter fillet radius of the die to analyze the tube forming condition and range that can be applied in engineering under these requirements. In addition, the axial compressional load under inside-out inversion stability to be suitable for a personal computer, so it can be effectively analyzed and evaluated on line instantaneously.