爆轰与聚能射流下射孔枪和套管的应力强度耦合仿真分析

为了探明聚能射孔爆轰冲击载荷下套管的力学性能,在LS-DYNA软件中建立射孔弹-射孔枪-套管三维模型,应用ALE算子分离算法,实现爆轰、药型罩固流转化、侵彻套管和射孔枪的大变形与流固耦合仿真,分析爆轰波叠加对能量、密度、射流速度、套管和射孔枪强度的影响。结果表明,射孔枪射孔孔径为18.7 mm,套管射孔孔径为7.7 mm,穿透射孔枪盲孔过程消耗了大量能量;射孔枪各孔相连125 mm宽带内,最小应力774 MPa,接近材料屈服强度,高爆轰压力作用下发生了“胀枪”;对比单射孔弹射穿套管,3枚射孔弹所用时间减少了8 μs,最大应力增加了260 MPa,并且套管应力值超过材料屈服强度范围(较单枚增加了2.5 mm的圆环),爆轰重叠区域中心的套管应力也提高了739 MPa,说明爆轰波弹间的叠加加重了对套管的伤害。研究结果为射孔枪安全优化设计和爆轰冲击下套管的力学性能分析提供了技术指导和新思路。     

动力吸振技术工作原理及其在鱼雷减振中的应用

详细阐述了无阻尼单自由度动力减振器基于反共振的减振原理以及其参数对减振频带的影响,分析了多自由度动力减振器如何实现质量的优化过程说明了该减振技术在鱼雷上应用的可行性。     

鱼雷头部形状对入水影响的数值模拟研究

空投鱼雷的头部形状不仅影响其在空中和入水后的弹道,而且所受到的入水冲击载荷有很大的差别.为了研究鱼雷头部形状对入水的影响作用,文中利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟技术建立了鱼雷入水的有限元模型,并通过对三种不同头部形状的鱼雷入水过程的数值模拟,得到了不同头型的鱼雷垂直入水的压力响应曲线和速度响应曲线,在进行比较分析后讨论了头部形状对入水的影响规律.     

基于ANSYS的鱼雷有限元建模与模态分析

运用有限元软件ANSYS对某鱼雷进行了参数化建模和模态分析,建模中考虑了整体性,通过共用关键点实现了各段间的耦合连接作用,壳体内部构件简化为弹性支撑的不连续质量.通过模态扩展得到鱼雷（含内部构件）的固有频率和振型,模拟结果与参考文献相符,说明了建模的正确性.建模过程采用参数化语言设计提高了分析效率,其结果还为进一步结构设计及振动抑制提供了理论依据.     

RTTS封隔器卡瓦咬伤套管裂纹塑性扩展分析

为了解RTTS封隔器卡瓦处套管的咬伤裂纹在内压作用下的塑性扩展规律,避免此处套管在后续工况中发生疲劳断裂,运用断裂力学理论建立了RTTS封隔器卡瓦处套管二维裂纹与三维裂纹扩展模型,分析了套管二维裂纹和三维裂纹失稳扩展塑性区尺寸。结果表明,卡瓦处套管径向裂纹的塑性扩展显著降低了套管的抗内压强度;内压产生的环向应力是导致卡瓦处套管径向裂纹失稳扩展的主要根源;卡瓦处套管径向裂纹扩展的塑性区尺寸随套管内压的增大而非线性增大。研究可为优选套管管材和控制施工套压提供参考。     

基于弹簧理论的螺旋弯曲管柱强度分析

为了了解螺旋弯曲状态下管柱的应力分布规律,根据管柱螺旋弯曲的特点,利用弹簧理论,结合螺旋弯曲管柱力学分析成果,导出了螺旋弯曲状态下管柱内、外侧的第四相当应力计算公式,弥补了传统管柱力学分析的不足,提高了受压弯曲管柱强度校核的针对性与准确性。分析结果表明,在轴向压力作用下,弯曲管柱内侧的最大相当应力恒大于外侧,并且随着轴向压力的增大,管柱内侧最大相当应力线性增大。因此,对于受压弯曲管柱,应以管柱内壁为应力危险点校核其强度。     

基于射孔套管强度安全的水泥石环参数优化

水泥石环对套管应力有明显的降低作用,尤其是射孔段储层套管。优选合理的水泥石环参数对于降低射孔段套管应力,提高套管安全性有重要的作用。建立"套管-水泥石环-围岩"三维有限元模型,应用ANSYS有限元软件分析水泥石环弹性模量、泊松比和厚度对射孔套管强度的影响规律,可对水泥石环性质参数进行优化。分析表明:随着水泥石环弹性模量、厚度的增加,套管最大应力呈减小趋势。水泥石环弹性模量增加15.3%,套管应力减小2.9%;水泥石环厚度增加80%,套管应力减小5.4%;水泥石环泊松比增加50%,套管最大应力增加5.9%。对于常用射孔参数孔密16孔/m、孔径10 mm、相位角90°的情况,为确保套管的强度安全性,水泥石环弹性模量合理取值应为7.8~9.4 GPa。     

三维弯曲井眼中压裂套管轴向载荷分析

大规模的压裂改造会导致套管处于复杂的受力状态中,严重时会出现变形、弯曲、断裂等问题。考虑井眼轨迹、套管结构、压裂施工要求,考虑套管浮容重、管内流体压力、流体摩擦阻力以及温度载荷作用,建立套管轴向载荷力学模型。计算套管所受轴向力,分析其抗拉强度,以合理选择压裂参数,预防套管损坏。以油田某井压裂施工为例,根据建立的轴向载荷力学模型,计算得三维弯曲井眼中套管的最大轴向载荷在井口位置约为2191.648k N;井口套管抗拉强度安全系数最低,约为1.408,基本满足压裂施工要求。     

基于优化BP神经网络的连续管疲劳寿命预测

针对标准BP神经网络预测连续管疲劳寿命时容易陷入局部极小值和训练时间过长的缺点,利用有动量的梯度下降法、拟牛顿算法和一步正割算法分别对BP神经网络进行优化。拟牛顿算法优化后的BP神经网络性能最佳。利用拟牛顿算法优化后的BP神经网络预测连续管疲劳寿命,并与标准试验结果进行对比研究。研究结果表明：拟牛顿算法优化后的BP神经网络预测结果与标准试验结果最小相对误差率为1.7%,最大相对误差率为3.6%,满足工程精度要求。同时利用优化改进的标准BP神经网络预测方法,提出连续管疲劳寿命区间预测。预测结果表明,所有的预测样本都处于合理的预测范围之内,证明了优化后BP神经网络预测连续管疲劳寿命区间的可行性。所得结果可为连续管的疲劳寿命预测提供参考。     

优质食用籽粒玉米挥发性香味物质组分分析

籽粒玉米是我国居民,尤其是北方居民的重要口粮,但其食用香味品质国内外鲜有报道。取样5个优质黄粒玉米品种的籽粒,磨碎成全粉,采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）方法测定不同处理样品中挥发性物质组分和含量,结果显示,共鉴定出挥发性物质101种,单个品种60~70种,可分为12类。其中的酯、烷、酮数量较多,其次是醇、醛、酰胺等。对挥发性物质组分进行分析,发现峰面积在106水平的高含量成分20余种,其中所有品种均含有的共有成分13种,品种特有成分4~16种,这些成分构成总含量的80%以上。峰面积107水平的高含量成分2种,分别为正十二烷和叔丁醇,是籽粒玉米中重要挥发性物质。检测结果还显示,样品中挥发性物质相对总含量为36.660~68.001 mg/kg,品种间差异显著,同一品种,不同产地、不同贮藏条件含量差异也显著。新收获籽粒香气物质含量最高,籽粒自然保存1年,含量耗损约1/5,全粉自然保存1年,耗损近1/3,真空包装,损耗轻微。这些结果表明,玉米香气物质含量具品种特性,选择优良品种并在特殊地区生产,能有效提高含量;贮存时间和贮存条件显著影响玉米品质,低温真空条件贮存可有效保持香气品质。这些结果为优质食用玉米品质评价提供重要参考数据。