金属垫片接触应力分布的数值模拟

利用ANSYS对不同螺栓载荷下的垫片接触应力分布进行了数值模拟。结果表明,垫片接触应力径向分布是非常不均匀的,垫片外侧接触应力比其内侧大得多。垫片接触应力径向分布除受螺栓载荷和介质压力影响外,还与法兰刚度和垫片几何尺寸有关。     

双楔角环垫法兰接头密封性能研究

螺栓法兰接头的泄漏直接影响工业生产安全及环保达标,其密封性能的提高和研究具有重要意义。针对双楔角环垫法兰接头,利用有限元分析软件ABAQUS分别进行了预紧、操作工况下的密封性能分析。研究结果表明,在螺栓预紧力、内压及端部载荷的作用下,垫片在操作工况的接触应力整体略高于在预紧工况的,主法兰最大应力出现在凸出端,从法兰最大应力出现在与垫片配合使用的台阶处,法兰最大位移及转角均发生在操作工况下,各部件均满足强度及刚度要求且垫片最小接触应力满足密封所需的要求。     

基于有限元的法兰接头强度特性分析

法兰连接具有较高的强度和密封性,被广泛地用于石油化工设备和管道中。依据有限元原理,建立了由法兰、垫片和螺栓组成的连接有限元模型,并在有限元软件中对法兰的应力、应变进行了分析,研究了螺栓预紧力、介质压力对法兰应力、应变和密封性能的影响。分析结果表明,螺栓的预紧力越大,法兰的Von Mises应力、接触应力和变形量就越大;当螺栓预紧力大于140 kN时,法兰盘的螺栓孔附近发生塑性变形;预紧状态下的法兰面接触应力大于工作中的接触应力;介质压力越大,法兰的Von Mises应力值越大,法兰面上的接触应力越小。     

三种复合垫片性能的研究

对强力复合垫片进行了力学性能和密封性能试验研究，并与不锈钢石墨缠绕垫片和不锈钢包石棉垫片的性能做了对比分析。增加强力复合垫片的密度能显著提高它的力学性能和密封性能。不锈钢石墨缠绕垫片的力学性能和密封性能最好，不锈钢包石棉垫片的密封性能最差。强力复合垫片的力学性能与不锈钢包石棉垫片相当，但密封性能远优于不锈钢包石棉垫片，因此可替代不锈钢包石棉垫片用于换热器端盖及中低压管道上。     

缠绕式垫片生产新技术与装备

鉴于目前国内生产厂家对缠绕式垫片的结构参数无统一规定， 生产工艺落后， 质量不稳定以及生产效率低的状况， 经剖析国外密封件公司同类产品并综合国内厂家的经验数据， 确定出垫片原材料的结构参数。简述了缠绕式垫片生产过程中工艺参数的控制原理， 结构和工艺参数对产品质量的影响。采用正交试验方法对结构和工艺参数进行优化， 得出了最佳生产工艺， 据此研制出新的缠绕式垫片成套生产装备。采用这套装备生产的垫片， 结构参数最优， 工艺参数可显示和控制， 尺寸可预置， 实现了缠绕式垫片生产过程的自动化。     

波齿复合垫片及其应用

介绍了一种由金属与膨胀石墨材料构成的波齿复合垫片的结构、性能特点及实际应用，该垫片为新型密封垫片，密封效果良好。     

油库设备垫片渗漏的原因分析及对策

介绍了设备垫片产生渗漏的原因，如垫片材料耐压不够、厚度不合适、尺寸不合适和安装中出现的问题，提出了在垫片的材料选用、加工制作、安装使用等各个环节的注意事项。     

板式换热器垫片压缩弹性模量的确定

笔者以垫片的压缩试验数据为基础，用分析推理的方法，确定出了丁腈橡胶垫片的压缩弹性模量。该模量值可用于相同成分和制造工艺的丁腈橡胶垫片的结构设计中。     

封隔器胶筒接触应力分布有限元计算

利用ANSYS软件对3种封隔器胶筒的接触应力进行了有限元计算，得到了接触应力沿胶筒轴向的分布情况。比较不同结构封隔器胶筒在相同条件下的接触应力分布，可知新型封隔器胶筒在高压下接触应力分布更为均匀合理，具有较好的应用前景。     

波齿复合垫片在我厂的应用

通过与缠绕垫片的对比，阐述了波齿复合垫片的结构特点和优良的密封性能，介绍了其在工业生产中的应用情况。     

两种典型膨胀管膨胀工艺技术研究

膨胀管技术目前已广泛应用于钻井、完井、修井和采油等各石油工程领域,膨胀工艺是其关键技术之一。针对两种最典型的"自下而上"和"自上而下"膨胀工艺,利用弹塑性有限元法建立了膨胀管膨胀过程的三维非线性接触问题力学模型,直观地模拟了不同接触条件下的膨胀过程。对比分析得到两种膨胀工艺下摩擦系数对膨胀管的轴向位移、膨胀力、壁厚减薄量、残余应力以及膨胀过程中的接触应力的影响,所得结论为膨胀管膨胀工艺的设计提供了理论依据。     

井下封堵球密封副接触应力建模与分析

封堵球密封副的密封性能是井下作业成败的关键,密封副接触应力的大小反映其密封能力。针对井下封堵球密封副的密封原理,分别建立了密封副接触应力的物理模型和有限元模型,通过实例模拟对比了二者的计算结果,分析了密封副几何结构和密封副材料特性对接触应力的影响规律。分析结果表明,封堵球密封副的接触应力可通过物理模型法或有限元法计算,二者模拟结果近似程度高,偏差较小;物理模型法可以反映模拟参数对最大接触应力的连续影响关系,有限元法可以模拟接触应力在密封副上的分布;在相同工况下采用小半锥角设计或选用较高弹性模量的封堵球材料均可增大密封副的接触应力,从而提高密封性能。     

井下流量控制阀金属密封仿真研究

智能井的井下流量控制阀中的金属密封对于其可靠性具有重要的影响。针对具有圆度误差的金属密封和滑套的密封副(以下简称为金属密封副),利用ABAQUS研究了介质压力和初始过盈量对其接触应力的影响。研究发现:①当金属密封副的2个椭圆截面长轴正交或重合时,接触应力沿接触环面分别呈“W”型或“M”型曲线分布。2种曲线上波峰和波谷处的接触应力的最值与密封面上的平均接触应力均随着介质压力、初始过盈量和滑套圆度误差的增加而增加; ②当金属密封副的2个椭圆长轴夹角θ为15～75°时,接触应力分布曲线的波峰和波谷的最值和密封面上的平均接触应力先减小后增加,且与θ的关系曲线均关于θ=45°线近似对称。     

加有单侧挡圈的O形密封圈有限元分析

借助于有限元软件MSC．MARC建立了某推进系统密封结构中辅助密封圈的二维轴对称模型,分析了该结构在安装和使用时的接触变形、接触面上的接触应力分布等,并与实际工况及前期的研究成果进行了对比。初步确定了O形密封圈及挡圈的易失效区域,验证了其接触面上的接触应力随介质压力的增加而增加的结论。研究结果表明,加有单侧挡圈的。形密封圈不但密封性能好,而且能有效防止密封圈的挤出。此分析可为承受高压的辅助密封圈的结构优化设计提供一些理论基础。     

管柱螺旋屈曲时接触压力的研究

在油井生产过程中管柱会受到各种载荷.管柱在轴向力作用时,在有外管壁或井壁约束的情况下,内管柱与外管壁或井壁间会产生接触压力,并可能发生螺旋屈曲,严重时会导致管柱失效.文中综述了一些学者的典型接触压力计算式,发现不同计算式间的计算结果差异很大.根据工程应用中的需要,进行了理论推导并首次对该问题作了实验检测,给出了三维光弹性应力冻结法的实验结果,探讨了管柱在屈曲时接触压力分布规律的三个阶段和工程应用的更接近实际的计算公式.在此基础上对前人所发表的不同接触压力表达式进行分析和探讨.为研究管柱屈曲时的受力情况和工程应用提供了理论与实验依据.     

￠138超高压釜体螺纹联接处的强度分析

用有限元混合法对φ138超高压釜体的热接触应力进行厂综合分析.所用数学模型把确定接触力的大量迭代计算凝缩到少数螺纹牙齿接触点上执行,避免了原方程的多次形成和求解,大大提高了计算速度,减少了计算量,通过引用伪弹簧解决了总刚度矩阵奇异性问题.两年来多次射孔爆炸试验证明理论分析结果正确,釜体安全可靠.     

裸眼井中扩张式封隔器力学行为研究

封隔器在石油天然气开采中起着非常重要的作用,而扩张式封隔器在裸眼井中广泛应用。本文采用有限元软件建立了裸眼封隔器与地层的模型,对胶筒在坐封过程中与井壁接触应力的变化进行了研究,并研究了在不同摩擦系数下接触压力的变化,结果表明,建立粗糙井壁面能够更加符合实际情况,胶筒肩部为应力集中的区域,地层与胶筒的接触应力会随着摩擦系数的增加而减小。研究结果为裸眼扩张式封隔器的设计和改进提供了理论依据。     

齿啮式快开压力容器塑性载荷的5％最大主应变方法

通过接触单元数值模拟啮合齿的接触过程,采用5%最大主应变准则,建立了基于整体有限元分析的齿啮式快开压力容器塑性载荷计算方法。设计和工程应用表明,按该方法设计的容器满足结构强度和寿命要求。     

￠138超高压釜体螺纹联接处的强度分析

用有限元混合法对φ138超高压釜体的热接触应力进行厂综合分析.所用数学模型把确定接触力的大量迭代计算凝缩到少数螺纹牙齿接触点上执行,避免了原方程的多次形成和求解,大大提高了计算速度,减少了计算量,通过引用伪弹簧解决了总刚度矩阵奇异性问题.两年来多次射孔爆炸试验证明理论分析结果正确,釜体安全可靠.     

钻井泥浆泵活塞尼龙环护根机理研究

本文应用弹性理论、有限变形理论和流体密封理论对钻井泥浆泵活塞及尼龙环进行了实验研究。分别用电测法、光弹性法和平衡压力法测定了尼龙环表面径向位移、活塞全域应力状态和活塞表面接触应力分布。同时也对活塞尼龙环的结构和材料性能进行了改进试验。试验结果表明,国内批量生产的三角尼龙环活塞和平尼龙环活塞均具有护根作用;适当地放大尼龙环与缸套之间的间隙,严格控制尺寸公差,对减小活塞表面接触应力是有益的;对尼龙环材料(Mc尼龙)可进行热处理改性。为活塞及护根环的设计提供了依据。