聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真模型

应用幂律流体本构方程和动量守衡方程,建立了抽油机井杆管环空幂律流体速度分布规律与杆柱液体摩擦力的计算模型,以此为基础建立了聚合物驱抽油杆柱纵向振动仿真的非线性波动方程。与抽油杆柱纵向振动的常规波动方程比较,新模型含有速度幂律指数的非线性液体摩擦力项,应用差分法建立了非线性波动方程的数值仿真模型。根据一个周期液体摩擦功相等的原则,将非线性液体摩擦力项线性化,建立了等效阻尼系数的计算方法,并将非线性波动方程简化为常规波动方程。开发了聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真软件,分析了流变参数对抽油杆柱纵向振动与示功图的影响。仿真与实测结果对比表明,非线性波动方程仿真模型具有较高的仿真精度,悬点最大与最小载荷的仿真误差小于±12%。     

基于瞬态动力学分析的抽油杆柱动态特性研究

抽油杆柱在工作过程中变形状态的准确描述是解决杆管偏磨的关键,根据抽油杆柱动力失稳的力学理论,结合接触非线性理论和有限元理论,建立了往复抽油杆柱的动力学模型,采用空间梁单元和接触单元建立抽油杆柱的有限元格式,将Newton-Raphson法和Newmark法相结合进行求解.通过仿真计算,再现了抽油杆柱在工作过程中的变形状态以及与油管的接触状态,据此优化抽汲参数以及安装扶正器,保证抽油杆柱的正常工作,延长检泵周期.     

超高转差电机驱动有杆抽油系统动态特性的计算机仿真

本文建立了超高转差电机驱动游梁式抽油机系统动态特性仿真的数学模型，即描述电动机转子运动规律的二阶非线性常微分方程与描述抽油杆柱纵向振动的有阻尼波动方程。文中提出的仿真算法较好地解决了两个子系统之间的相互耦合问题。仿真结果表明，该模型的仿真结果具有较高的精度     

井筒内旋转抽油杆柱动力学仿真

井筒内细长抽油杆柱是石油工程中特有结构，考虑旋转抽油杆柱可能在任意井深和井眼圆周方向上与井筒产生的碰撞接触，建立了旋转抽油杆柱动力学模型，并采用动力间隙元和空间梁单元、Newmark法进行仿真。经B3—4-P31等井的应用表明：通过仿真设计的抽油杆柱和扶正器安放位置，能够在井下安全可靠工作，避免了抽油杆柱发生脱断、偏磨事故。该方法已在大庆油田得到应用，也可以在其它油田推广应用。     

全地形四轮车结构振动特性实验与仿真

全地形四轮车(ATV)车架挂发动机的结构动态特性好坏很大程度上决定其整车振动舒适性,但目前没有一种简单、有效且通用的ATV车架挂发动机有限元建模方法。通过对多款ATV结构动态特性的计算和实验分析,提出了分析ATV车架挂发动机结构动态特性的一种简单且具有通用性的有限元建模方法——把发动机简化为具有质量和转动惯量的0维质量单元,在车架上发动机的悬挂位置创建多点约束单元,然后通过MSC.Nastran中的beam单元将多点约束单元与集中质量单元连接起来,以模拟车架与发动机的连接方式。考虑到试验测量发动机惯性参数时受其内部运动部件及机油量等的影响,分析了发动机转动惯量在实测数据的基础上同时减少和增加5%时,对所提出的有限元建模方法分析车架挂发动机动态特性的影响。结果表明所提出的建模方法仍然可以保证对车架挂发动机结构动特性的分析在工程参考误差范围内。该建模方法对于ATV的设计和开发具有简易性和通用性,可在产品设计和改型阶段就能了解车架挂发动机的结构振动特性,提高了产品的开发能力,节约了大量的时间和成本。     

多级缸起竖系统运动过程的建模与仿真

讨论了含多级油缸起竖液压系统的特点，运用多体系统动力学理论分析了起竖系统的多刚体模型，采用“分离-碰撞”两状态模型和非线性弹簧-阻尼力函数对活塞杆间的碰撞过程进行等效，建立了考虑碰撞的起竖多刚体系统动力学模型，对多级油缸的运动过程进行了仿真。仿真结果表明多级缸活塞杆运动过程中的碰撞是影响大型装置起竖过程平稳性的主要因素，模型和仿真结果可用于快速起竖系统的设计。     

玻璃钢定向器热弹性能数值仿真与分析

玻璃钢定向器在火箭弹和高温燃气流作用下,呈现出热弹耦合的复杂力学特性。采用有限元法对某型号玻璃钢定向器进行燃气流场和热弹耦合数值仿真与分析,掌握了燃气流场的分布及对定向器的影响情况,得到了玻璃钢定向器热-结构耦合的各数值结果和热弹特性,了解了物理特性参数变化对定向器热弹性能参数的影响规律。结果表明燃气流对定向器热作用非常强,定向器经热传导从内到外温度呈梯度分布,经5分钟后,管体温度逐渐和周围空气介质温度趋于一致,物理特性参数变化对定向器热弹性能参数值产生一定的影响。本仿真研究为玻璃钢定向器的热性能设计和结构设计提供了理论依据和重要参考。     

含噪远距离运动目标图像自动识别的技术途径与方法的研究

本文主要研究含噪远距离运动目标即运动点目标图像自动识别问题，提出了利用点目标运动特性与能量辐射特性来进行目标识别的新技术途径，讨论了点目标运动轨道与速度参数以及其能量辐射特性参数的获取方法和多层前馈二阶神经网络分类器的设计方法。在微机上以三类含噪运动点目标图像识别为例，对文中有关点目标特征参数的获取与分类方法进行了仿真实验，结果表明，本文提出的含噪运动点目标图像自动识别的途径与方法是可行和有效的。     

供应链网络机制与动态特性的研究

针对传统供应链中地点分布散，提前期长，灵活性差，无法及时了解各节点库存状态，造成顾客满意度下降，客户资源流失，性能不稳定等问题，提出了一种基于动态的多级供应链网络规划模型，采用了混合整数规划方法，将战略层与作业层相结合，得到成本最小、性能稳定的柔性供应链结构。应用Z变换和指数平滑预测方法进行仿真分析。比较了两种供应链网络规划的动态效果。     

小波分析在燃烧计算中的应用

燃烧的数值仿真计算是非常具有挑战性的研究工作.提出采用动态自适应多级小波配点法求解燃烧模型;将小波配点算法以及递推迭代算法转化为矩阵运算,给出了适合编程运算的偏微分方程数值求解方法;并将其应用于求解简化的燃料-氧化剂混合燃烧一维模型之中.仿真结果表明,提出的小波法不仅能有效地捕捉到燃烧过程中各参数的时空突变性,并且同已有的数值算法相比这种方法具有优越性.     

飞机燃油复杂管道压力瞬态特性分析

针对飞机加装管路系统的压力瞬变过程,给出了流体及管路结构的动特性方程,提出采用特征线法和有限元法相结合的方法来研究流体结构相互作用。通过构造通向机翼12号油箱的1:1地面试验台架,监测加油控制活门关闭时油箱前的动态压力,仿真分析表明:管道应力波与水锤压力波之间会产生能量转换,导致压力的高频脉动及传统基波周期的改变。仿真分析与试验结果的吻合验证了考虑FSI(fluid-structureinteraction)的合理性及所采用方法的正确性。     

机枪系统建模与动态特性仿真研究

介绍了实体有限元模型建立的一般过程，以某型机枪为例建立了其发射状态下人-抢-土壤耦合系统有限元模型，分析了其固有特性，并求解其在连发状态下的动力响应，所得结论与实验结果相吻合，验证了有限元模型的正确性。同时，通过模态分析，找出了对武器射击精度影响比较大的结构单元，为结构动力修改、提高武器射击精度奠定了理论基础。     

某突击步枪自动机数值仿真研究

枪械自动机是枪械主要组成部分,其动力学特性分析是自动机设计的关键技术。将Solidworks和ADAMS软件联合构建一个虚拟样机平台,建立了某突击步枪自动机多体动力学仿真模型,进行了数值仿真分析,仿真分析的结果与实验结果相比吻合很好,表明了该平台的正确性。构建的平台与方法可以得到自动机中任意构件的运动学和动力学特性,大大缩短了枪械设计周期并提高了设计准确性,为枪械自动机设计提供了定量依据,为枪械的研制提供了新的分析方法。     

铜基复合型四极轨道电磁特性仿真分析

四轨电磁发射器在工作过程中, 电流集中引起的热效应会影响发射精度和轨道寿命。为缓解大电流带来的轨道热损伤及机械磨损问题, 提出铜基复合型四轨电磁发射器模型并对其电磁特性进行了研究。采用有限元方法, 对复合型和普通型四轨电磁发射器的电流密度和磁场分布进行了仿真对比; 分析了复合层参数对电流密度、磁场强度和电枢受力三方面的影响。仿真结果表明，复合型四轨电磁发射器能够降低电枢和轨道接触面的电流密度, 改善接触面的电流分布状况; 复合型四轨电磁发射器在特定位置处具有更大的磁场屏蔽范围, 能为智能弹药提供良好的磁场环境; 电流密度、磁场强度和电枢推力均随着铜-钢厚度比的增加而增大。     

防暴动能弹胸部钝击有限元模型研究综述

为推动钝性弹道冲击领域胸部及弹丸有限元模型的构建及验证研究工作,对具有详细解剖结构和类比结构的胸部有限元模型进行了梳理,对比分析了五种典型胸部有限元模型及其验证方法,提炼了典型弹丸有限元模型的构建与验证方法,综述了基于有限元模型的冲击损伤评估方法,通过剖析现有研究的不足给出了下一步的研究建议。后续为提高胸部有限元模型的精确度和生物保真度,需要在尸体实验的基础上,基于同一尸体测量学数据建立物理模型和有限元模型,通过揭示弹-靶能量交互及靶标内应力波的传播规律,深入阐明防暴动能弹的直接损伤和远达损伤机理。     

基于有限元分析的弹载二次电源高加速寿命试验仿真模拟

针对高加速寿命试验(high accelerated life test, HALT)开展难度大、设备要求高的特点, 为获取某型导弹弹载电子设备温度工作极限, 基于有限元理论在开展温度场分布和等效应力分析的良好效果, 选取某型导弹导引头二次电源为研究对象, 开展HALT仿真试验。首先, 开展二次电源组件有限元分析, 建立三维模型, 定义材料参数, 进行网格划分, 设定边界条件。然后, 按照二次电源组件HALT方案设计要求和温度分析理论, 基于ANSYS软件开展组件的HALT仿真试验, 得到组件在高、低温步进应力载荷下的温度梯度分布和等效应力分布。最后通过分析试验结果, 确定二次电源组件高、低温工作极限范围。仿真试验表明, 二次电源组件在高温135 ℃会因为焊点脱落发生失效, 这为通过HALT仿真试验获取产品可靠性信息提供了新思路。     

重载货车车轮温度场与应力场研究

研究了重载货车车轮三维有限元模型的边界条件和各种相关参数的确定方法。运用有限元软件ANSYS,分别进行了23t和25t轴重货车踏面制动时车轮的三维瞬态温度场的仿真与分析。同时对直线制动和曲线制动两种工况进行应力分析,并对计算结果进行了评定。分析结果表明:在制动开始阶段,车轮温度迅速上升,高温区出现在闸瓦与踏面摩擦面表层;制动过程结束后,温度下降缓慢。     

抽油机井系统效率极限值的仿真研究

以油井供产协调方程为基础,建立了抽油机井动液面、产液量与抽汲参数之间关系的仿真模型,改进了以抽油杆柱动态仿真为基础的抽油机井系统效率仿真模型,并建立了基于抽汲参数优化设计的系统效率极限值仿真模型.分析了油藏参数、油井参数、设备类型与抽汲参数对系统效率的影响.仿真结果表明:系统效率随油井产能的增加而增加;含水率与气油比对系统效率有显著影响,气油比越大、含水率越低,系统效率越低;抽汲参数组合对系统效率有显著影响.对于低气油比、高含水、高产液量的油井,在优化设计抽汲参数条件下,抽油机井系统效率极限值可以达到50%,甚至超过60%.目前现场实际测试中所出现的50%以上的高系统效率是有科学依据的.