ANSYS在工科材料力学教学中的应用

探讨了ANSYS软件应用于材料力学教学中的优势,重点讨论了将ANSYS的屈曲分析应用到材料力学压杆稳定教学中,将原本抽象的欧拉公式理论教学变得形象生动。并利用ANSYS仿真技术来模拟压杆失稳的屈曲过程,弥补了实验不足的缺点。     

稠油注蒸汽热采中热-流-变形耦合模拟分析

针对稠油热采开发过程中高温蒸汽注入引起的岩层骨架应力、储层压力、温度耦合变化问题,应用连续介质力学和能量守恒理论,建立了稠油注蒸汽热采开发的热-流-变形耦合分析模型,采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型求解,定量分析近井壁区域储层温度、压力、岩层骨架变形等参数变化.计算结果表明:注蒸汽开发过程中热-流-变形耦合效应显著,造成近井壁区域地层抬升,岩层骨架有效应力由孔隙流体压力和地层温度的变化共同决定,不同加热时间、沿井径方向变化规律不同.     

打孔管道焊接残余应力有限元分析

利用ANSYS有限元软件,对输油管道的螺旋焊缝焊接及被打孔后的修补焊接过程进行了三维热-固耦合数值模拟.计算时通过合理设计单元精度、采用变步长等方法保证了求解精度与速度,获得了焊接过程温度场、应力场的变化规律.研究结果表明:在焊缝区及其周围存在着高焊接残余应力,最大值超过了管道材料的屈服极限.该分析对于输油管道焊接修复的安全施工具有指导作用.     

西气东输管道沿线地质灾害浅议

根据西气东输管道工程沿线的地质勘查资料,分析了管线所经区域主要地质灾害类型及其可能诱发的管道破坏工况,并统计得到了沿线各省(自治区)地质灾害易发管段位置及危险性分级情况.本文的统计分析结果为西气东输管线结构安全设计、水工保护、施工方案提供了参考数据.     

涡压挤扩机理应用于地基处理的室内试验研究

分析了现有各种地基处理方法的优缺点,首次提出并经室内试验验证了涡压挤扩机理。使用自行设计制作的涡压挤扩环境箱和钢套管实施粘性土和砂性土的涡压挤扩试验,设置于钢套管内的涡压叶片可顺利地将其内部的流态混凝土挤扩到周围的土体中。定义了扩径比,测得不同扭矩条件下砂性土和粘性土的扩径比,并得到其极限扭矩。对涡压过程中混凝土可能出现的流动形态进行分析,建立混凝土流动分析模型,得到流态混凝土在涡压腔内的动力学模型。结果表明,采用涡压挤扩方法处理地基在理论上是可行的,具有较强的适用性,涡压挤扩方法将为地基处理行业注入新的活力。     

高速切削TiAl6V4温度和切削力动态变化规律研究

切削温度和切削力是反映高速切削加工过程的两个重要物性指标,是高速切削研究的主要内容.本文基于实验验证的有限元数值模拟技术,系统研究了高速切削TiAl6V4过程中切削温度与切削力随切削速度的变化规律,揭示了其中的物理起源,并对Salomon假设的存在性进行了初步探索.研究结果表明,刀具与切屑接触区温度总是随着切削速度的增...     

聚能射孔对水泥环的冲击损伤试验及数值模拟

对于聚能射孔,现有研究主要集中于射孔后套管的破损及强度变化,对聚能射孔动态冲击载荷下水泥环损伤研究涉及较少。鉴于此,以聚能射孔冲击对水泥环的损伤为研究对象,开展了带温压的实弹射孔打靶试验,研究分析了射孔弹类型及水泥环自身性能对其损伤程度的影响。结合聚能射孔弹结构特性,采用有限元数值模拟软件建立射流形态仿真模型,可有效模拟射流的形成、发展和冲击动态过程,并计算动态冲击载荷。数值分析与试验结果对比表明,建立的套管-水泥环-地层数值模型和水泥环损伤数值模型可有效模拟射孔动态冲击载荷作用下的水泥环损伤情况。研究结果可为射孔参数优化和水泥浆体系优化设计提供指导,对提高射孔后水泥环的力学完整性,降低射孔冲击对水泥环的损伤,延长油气井寿命具有重要意义。     

各向异性油藏大斜度井入流动态

采用瞬时源函数法和坐标变换法,根据油藏-井筒耦合关系建立了各向异性油藏大斜度井的入流动态模型。基于此研究了无限大顶底封闭各向异性油藏中1口大斜度井在定产量和定井底流压两种工作制度下的入流动态。结果表明:对于无限大顶底封闭油藏中的大斜度井,在等效渗透率及其他参数相同时,各向异性系数越小,早期径向流和中期过渡流的持续时间越短,晚期拟径向流出现的时间越早。随着井斜角增大,垂向渗透率对油井入流动态的影响逐渐增大,水平渗透率对油井入流动态的影响逐渐减小。当各向异性程度较小时,井斜角对大斜度井入流动态的影响也较小;随着各向异性程度增大,井斜角的影响明显增大。     

复合管柱初始压缩量计算分析

复合管柱在油气井封隔器完井工艺中应用广泛,由于其结构复杂,初始压缩量的计算不能单纯地采用单一管柱的计算方法。针对三级复合管柱,分析了坐封后中和点的位置,并依据此位置分4种情况推导了管柱初始压缩量的计算公式。以某油井复合管柱结构为例,计算了井筒流体作用下管柱的初始压缩量,为现场施工提供参考。     

射孔井产率比及其影响因素数值分析

射孔完井是油田普遍采用的一种完井方式。为了能够更好地研究射孔完井中各因素对射孔井产率比的影响规律,实现射孔工艺优选,建立了包括射孔参数(孔深、孔径、孔密、相位角)、射孔压实厚度和压实程度、钻井污染厚度和污染程度等因素的射孔井产率比计算的3D有限元模型,采用COMSOL软件与MATLAB软件连接编程方法,对290个含有不同参数的模型进行了系统模拟与分析。得到了孔深、孔密、相位角、射孔压实程度对射孔井产率比的影响规律,并能够实现对射孔井近孔眼附近的压力场、速度场和流线规律的研究。结合油田工程实践,提出了计算油田射孔井产率比的简易方法,建立了任意供油半径射孔井与对应的有限元模型之间产率比的关系,为射孔完井产能评价和射孔参数优选提供有效参考。