波浪力作用下海洋钻井隔水管随机振动研究

随着海洋钻井向深水海域发展 ,隔水管的受力状态更加复杂。特别是在随机载荷波浪力的作用下 ,隔水管会发生十分复杂的随机振动 ,从而偏离原来的铅垂位置 ,严重时可使钻具受到破坏 ,引起钻井中断。应用随机振动的理论和方法 ,分析了波浪力的随机过程和随机模型 ,指出波浪力是一个均值为零的平稳随机过程 ,隔水管的横向随机位移也是一个均值为零的平稳随机过程。采用模态分析的离散化方法导出了隔水管横向随机振动位移相关函数和均方位移的计算公式 ,编制了计算程序 ,分析了风速对隔水管横向随机振动均方位移的影响。算例表明 :当风速小于 10m/s时 ,均方根值很小 ,可以不予考虑 ;当风速大于 2 0m/s时 ,均方根值与风速成近似的线性关系。本文结果可为隔水管的随机响应计算和工程设计提供一定的理论参考作用。     

钻杆转速对铝合金隔水管摩擦学性能的影响

以G105钻杆材料和7075铝合金隔水管材料为对摩副,通过销盘摩擦实验研究了钻杆转速对7075铝合金隔水管摩擦学性能的影响。研究结果表明:随着钻杆转速的增大,7075铝合金隔水管的磨损率先减小后增大,平均摩擦系数逐渐减小。在低钻杆转速下(50 r/min),由于大量磨粒滞留在摩擦面,主要磨损机理是磨粒磨损;在中等转速下(100 r/min),由于接触面温度升高,隔水管表面形成一层致密的摩擦层,有效地保护了铝合金隔水管基体,此时磨损机理作为氧化磨损;在高钻杆转速下,摩擦接触面温度急剧升高,此时主要磨损机理转变为粘着分层磨损。研究成果可以为钻井工程师安全使用7075铝合金隔水管提供一定的参考。     

FBG式隔水管应变传感器的力学响应特性分析

针对深海隔水管应力监测所设计的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器系统,采用基于有限元方法的软件对传感器在不同载荷模式下的力学响应特性进行了分析,得到了该传感器的应变传递系数。并以仿真结果为依据,对隔水管所受最大应力和弯矩的公式进行了修正。为了获得合适的传感器应变传递系数,通过改变相应参数建立计算了不同的仿真模型,由此分析了弹性元件和固定钢管的弹性模量、长度和外径对它的影响。结果表明:弹性元件长度为调节传感器应变传递系数的最佳参数。     

考虑车体弹性的集装箱平车动态响应分析

基于柔性多体系统动力学理论研究铁道集装箱平车动态响应。建立考虑车体弹性的刚柔耦合车辆系统动力学模型,并与多刚体模型的动态响应进行对比。仿真结果表明:弹性体模型的车体加速度均方根值(RMS)较刚性体模型大,最大差值为2.8 m/s2;频谱分析显示,车体1阶扭曲、1阶垂向弯曲和1阶横向弯曲模态对空车振动响应影响显著;加装集装箱会改变车体模态振型,主要表现为扭转弹性变形和局部的弹性振动,对车体端部垂向振动响应影响显著。     

接触载荷对铝合金隔水管摩擦学性能的影响

通过用7075铝合金销盘和G105钢销钉在UTM摩擦试验机上研究了的实验接触载荷对铝合金隔水管摩擦学性能的影响机理.结果表明:随着接触载荷增加,摩擦系数先大幅减小后略有增大;磨损率先缓慢下降再急剧上升;在10～30 N接触载荷下,主要磨损机制为磨料磨损;在50 N接触载荷下,主要磨损机制为氧化磨损;在70 N接触载荷下...     

基于AMESim的钢丝绳式隔水管张紧系统仿真分析

隔水管张紧系统作为海洋浮式钻井的关键装备,其主要用于为隔水管系统提供恒定的顶部张力,克服船体升沉运动对系统的影响,保障隔水管系统的安全。传统的设计过程往往采用手工计算的方法,无法将张紧器和隔水管作为一个整体统一考虑,针对该情况,在AMESim仿真平台搭建张紧器-隔水管动力学仿真模型,分析系统性能及相关影响因子,并对在实际过程中使用较频繁的充放气过程进行了模拟。研究结果可为隔水管张紧器的设计优化和实船应用提供一定的理论依据。     

深水钻井隔水管在海洋动态载荷下的密封试验技术研究

对深海钻井隔水管的密封问题进行研究,此种密封问题的研究在国内外尚属首次,对相关的试验方法进行了研究探索.通过建立力学模型、ANSYS仿真计算,对现有情况下隔水管的密封性能进行了分析,可以获得主管与边管疲劳寿命的大至关系,并计算出在各种可能情况下运用弯曲共振试验原理所需的数据.为现实试验提供理论依据,在国产深海钻井隔水管...     

电脑刺绣机横梁的模态和动态响应分析

以RF1201型电脑刺绣机的主横梁作为研究对象,分别运用实验测试和有限元模拟方法分析了电脑刺绣机横梁弯曲振动的固有频率和动态响应,并将所得结果用于电脑刺绣机横梁结构的改进,减小了机头的振幅,达到减小断线率的目的.     

多源激励下变速箱箱体的动态响应分析与动态测试研究

建立变速箱箱体结构的动态有限元分析模型,综合考虑影响变速箱箱体动态特性的各种动态激励因素,对箱体结构进行约束状态下的数值模态分析、动态加速度和动应力响应分析,同时进行箱体的加速度和动应力台架测试,在时域和频域上对该箱体结构的动态特性进行研究;同时对仿真计算和试验测试结果进行比较分析,结果表明:相同工况下相同测点动态响应结果基本一致,并且误差在10%以内,可以证明该箱体结构的动态有限元模型是比较精确的。     

简谐电压激励下静电谐波微电机的响应分析

提出了一种基于静电驱动的新型谐波微电机,描述了该微电机的基本工作原理.给出了微电机中静电场力的静态分量、动态分量和简谐电压激励下的载荷.将受迫振动的位移解表示为柔轮自由振动振型的级数形式,进而把按照Donnell壳理论建立的控制微分方程予以化简.利用壳体振型的正交性,确定了简谐电压激励下系统的动态响应,并总结了其规律.最后,分析了系统在电压激励下的共振特性,以及随主要系统参数的变化规律.     

简谐电压激励下静电谐波微电机的响应分析

提出了一种基于静电驱动的新型谐波微电机，描述了该微电机的基本工作原理。给出了微电机中静电场力的静态分量、动态分量和简谐电压激励下的载荷。将受迫振动的位移解表示为柔轮自由振动振型的级数形式，进而把按照Donnell壳理论建立的控制微分方程予以化简。利用壳体振型的正交性，确定了简谐电压激励下系统的动态响应，并总结了其规律。最后，分析了系统在电压激励下的共振特性，以及随主要系统参数的变化规律。       

1700可逆式冷轧机液压压下控制系统的动态响应分析

本文针对1700可逆冷轧机的位置闭环控制系统,建立了系统各个主要元件的数学模型,通过MATLAB软件模拟系统的动态特性.研究表明,系统的稳定性和响应性良好,为轧机的投产使用奠定了理论基础.     

强冲击载荷下钢筋混凝土路面动态响应影响因素敏感度分析

为得到强冲击载荷下,混凝土厚度、钢筋位置及纵向配筋率对钢筋混凝土路面动态响应敏感度,采用混凝土塑性损伤模型,建立了钢筋混凝土路面有限元模型：采用参数化技术。对钢筋混凝土路面在强冲击载荷下动态响应的主要影响因素进行参数化计算。结合计算结果对各参数进行了敏感度分析。分析结果表明：混凝土厚度对载荷中心点最大沉降值及钢筋混凝土板底中心点最大应力值影响较大,钢筋位置次之,纵向配筋率对其无太大影响。