大位移井钻柱扭转振动顶部扭矩负反馈减振研究

在大位移井条件下 ,钻柱扭转振动相对较大 ,严重时甚至会出现周向粘滑振动。对大位移井钻柱扭转振动模型进行了适当简化 ,给出了钻柱扭转振动顶部扭矩负反馈减振问题的解析结果 ,证明了扭矩负反馈减振理论的正确性。提出了通过拉普拉斯变换解非零极点方程判断钻柱扭转振动衰减快慢的新方法 ,初步探讨了实现顶部扭矩负反馈减振须考虑的某些实际问题 ,其结果对今后相关问题的进一步研究有一定的参考价值。     

大位移井钻柱扭转振动顶部扭矩负反馈减振研究

在大位移井条件下，钻柱扭转振动相对较大，严重时甚至会出现周向粘滑振动，对大位移井钻柱扭转振动模型进行了适当简化，给出了钻柱扭转振动顶部扭矩负反馈减振问题的解析结果，证明了扭矩负反馈减振理论的正确性，提出出通过拉普拉斯变换解非零极点方程判断钻柱扭转振动衰减快慢的新方法，初步探讨了实现顶部扭矩负反馈减振须考虑的某些实际问题，其结果对今后相关问题的进一步研究有一定的参考价值。     

高压扭转法的研究现状及展望

高压扭转法是在变形体高度方向施加压力的同时,通过主动摩擦作用在其横截面上施加一扭矩,促使变形体产生轴向压缩和切向剪切变形的特殊塑性变形工艺.文章介绍了高压扭转法对提高材料的力学性能、超塑性等的贡献以及影响高压扭转法的因素,分析了该法目前存在的问题,并对其应用前景进行了展望.     

泡沫金属多孔体在扭矩作用下的分析表征

泡沫金属是一种综合性能优异的工程材料。该文运用八面体分析模型,分析了在扭矩作用下泡沫金属多孔体内部棱柱的受力状态,得出了泡沫金属的力学关系表征和泡沫金属材料在受到扭矩作用时的强度设计判据。结果表明:在多孔体受到扭矩作用而产生破坏时,可用其孔隙率、对应致密材质的抗拉强度以及对应致密构件的抗扭截面模量(扭转截面系数)等基本参量来描述泡沫金属承受的名义扭矩。     

基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统优化设计方法

扭矩负反馈减振是控制和消除钻柱周向粘滑振动较为有效的方法之一。原有的扭矩负反馈减振系统优化设计是在将钻柱系统看作单自由度扭转摆的基础上进行的。针对大位移井中这种简化不合理的问题,通过将钻柱系统简化为连续质量扭转杆,建立了基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统分析模型,推导出了其非零虚部极点方程。利用非零虚部极点方程的复数解与模态振动的频率及模态衰减指数间的对应关系,提出了以综合模态减幅系数最小化为目标的新的扭矩负反馈减振系统优化设计方法。数值模拟结果表明,对不适于简化为扭转摆的钻柱系统,采用基于钻柱扭转杆模型的新方法进行设计可以取得相对较好的减振效果。     

用扭转试验研究淡水冰的剪切强度及模量

引用各向同性线弹性理论对淡水冰进行了扭转试验研究,测定了扭矩作用面平行于冰的晶柱方向;温度为２６３Ｋ,在不同的剪应变速率γ情况下,淡水冰的扭转强度极限τｂ及剪切弹性模量Ｇ．通过试验数据的分析,得到如下结论：在２６３Ｋ温度下,γ在０．０１２×１０－３～２．３００×１０－３ｓ－１范围内,冰的τｂ随γ的增加而略有降低,其平均值为０．７５６ＭＰａ,而Ｇ随γ的增加无明显增大,约成４５°的螺旋面破坏,如同铸铁试样扭转破坏断口一样．     

基于板梁理论的单轴对称箱形钢梁组合扭转分析

以端部作用一个集中扭矩的单轴对称箱形截面悬臂梁为研究对象,基于板梁理论研究其扭转变形和截面扭转角.依据Timoshenko梁和Kirchhoff板力学模型,引入腹板翘曲变形偏移值m,求出单轴对称箱形钢梁扭转的总应变能和扭转刚度;根据端部作用集中扭矩的荷载,建立箱形钢梁的总势能方程,并求得单轴对称钢箱梁组合扭转最大扭转角的理论解.借助大型通用有限元分析软件ANSYS,依据扭转参数K,计算6组不同尺寸的钢梁在端部集中扭矩作用下的最大扭转角.与板梁理论的理论解进行对比,最大误差为3.37%,证明了理论解的正确性.     

回转体扭转问题的一个积分方程解法

将某些特殊排列的载荷(如所谓“圆扭矩”、“集中扭矩”等)沿弹性空间Z轴分布,能使空间内某些回转面成为零应力面,从而解决这类回转体的扭转问题.逆解扭转问题时,本法归结为解一个一阶常微分方程:直接解时则归结为解一个Fredholm型第一种积分方程.不仅逆解时能较易地凑出解答,而且还可以用已知的诸法直接解扭转问题.     

基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统优化设计方法

扭矩负反馈减振是控制和消除钻柱周向粘滑振动较为有效的方法之一。原有的扭矩负反馈减振系统优化设计是在将钻柱系统看作单自由度扭转摆的基础上进行的。针对大位移井中这种简化不合理的问题，通过将钻柱系统简化为连续质量扭转杆，建立了基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统分析模型，推导出了其非零虚部极点方程。利用非零虚部极点方程的复数解与模态振动的频率及模态衰减指数间的对应关系，提出了以综合模态减幅系数最小化为目标的新的扭矩负反馈减振系统优化设计方法。数值模拟结果表明，对不适于简化为扭转摆的钻柱系统，采用基于钻柱扭转杆模型的新方法进行设计可以取得相对较好的减振效果。     

Tencel纱线的扭转定形研究

对于纱线来说，残余扭矩过大，在很大程度上影响着纱线的稳定性。同时，纱线在不同情况下扭矩的变化和存在状态将决定后道的织造和加工过程。国内外科研人员针对各种纱线的残余扭矩做过大量的研究工作，但未发现有关Tencel纱线残余扭矩及扭转定形方面的报道。因此，这里通过测试纱线扭矩一捻度关系、纱线扭矩松弛曲线，对经不同条件处理后的Tencel纱线扭矩松弛情况和扭转定形进行测试分析。测试发现，Tencel纱线在湿热条件下的扭转定形程度与定形稳定性均高于干热处理。     

薄壁箱梁约束扭转的有限元分析及弯扭力矩新算法

利用初参数法和传递矩阵,建立了薄壁箱梁约束扭转分析的有限元列式,导出了均布扭矩和均布双力矩的非结点荷载的等效公式.基于约束扭转的有限元位移解,进一步建立了弯扭力矩新算法,导出相应的刚度矩阵、均布扭矩和均布双力矩作用下的固端力公式,方便正应力和剪应力的计算.算例表明,本文的计算结果与理论值完全符合,所建立的薄壁箱梁约束扭转有限元列式、均布扭矩和均布双力矩的非结点荷载等效公式、弯扭力矩新算法公式正确.     

基于压电石英晶片扭转效应的扭矩传感器原理与研制

发明了一种基于压电石英晶片扭转效应的扭矩传感器,介绍了其理论基础、扭转束缚电荷密度分布规律与电极的粘贴方法,以及扭矩传感器性能标定.该传感器同其他石英扭矩传感器相比,突出特点是采用石英晶片的扭转效应而不是通常采用的剪切效应来建构的.整个扭矩晶组仅由3片普通Y0°切型的石英晶片组成,采用分割电极法布置检测电极,晶组的组成方式能够减小或避免径向力和轴向力的横向干扰,同时又能提高传感器的灵敏度.经标定该传感器的技术指标全面达到CIRP-STCC规定的测力仪使用标准.     

压扭作用下混凝土异形柱的抗扭性能

为考察轴压比、截面形状、配筋情况对异形柱抗扭性能的影响,对9根混凝土异形柱在压力和扭矩共同作用下抗扭性能进行研究。试验结果表明:轴压比对钢筋混凝土异形柱的抗扭性能影响较大,异形柱的开裂扭矩和极限扭矩随轴压比的增加而增大。轴压比为0.189和0.314的L形柱的开裂扭矩较轴压比为0.063的提高了23.7%和74.0%,极限扭矩提高了14.2%和38.7%。轴压比为0.314的T形柱的开裂扭矩和极限扭矩较轴压比为0.189的分别提高了71.0%和16.0%。配置钢筋能显著提高素混凝土异形柱的开裂扭矩、极限扭矩和极限扭转角。轴压比为0.189的配筋L形柱、T形柱和十字形柱较相应的素混凝土异形柱的开裂扭矩分别提高了40.8%,18.9%和26.2%;极限扭矩分别提高了102.0%,106.1%和63.9%;极限扭转角分别提高了486.1%,469.4%和494.0%。轴压比、横截面面积和配筋率均相同时,异形柱的开裂扭矩从大到小依次为L形柱,T形柱,十字形柱。十字形柱和T形柱的极限扭转角较L形柱大34.6%~44.3%。     

温度梯度对混凝土曲线箱梁影响的计算方法

针对计算温度荷载对弯箱梁桥影响的方法很难用于弯箱梁桥的初步设计和估算的问题,采用单纯扭转理论研究了弯箱梁微段的几何关系,推导了曲线梁在温度梯度作用下的基本微分方程.将一次扭转超静定简支弯箱梁作为基本结构,通过求解微分方程的解析解,提出了一种较为简便的计算温度梯度对曲线梁影响的方法.研究表明,抗弯刚度和抗扭刚度之比对由于温度梯度而产生的反扭矩影响较大,对支座反力的影响较小.用该方法计算了二等跨、三等跨和四等跨一联的连续弯箱梁桥的支座反力和反扭矩,其与空间有限元程序计算结果的误差小于5%,可以满足工程精度的要求.     

波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭性能全过程分析

为获得波形钢腹板混凝土组合箱梁在纯扭矩作用下全过程的扭矩-扭率曲线,基于混凝土开裂前后2个阶段,建立了组合箱梁纯扭性能全过程分析模型.针对混凝土开裂前阶段,考虑截面宽高比和波形钢腹板形状的影响,提出了组合箱梁弹性扭转刚度的修正公式,同时引入普通钢筋和预应力筋的影响,修正了组合箱梁开裂扭矩计算公式.对于混凝土开裂后阶段,针对RASTM T中混凝土已开裂和忽略混凝土拉应力的不合理假定,提出了考虑扭率计算值修正的组合箱梁纯扭转非线性分析方法.然后,利用C++语言编制了组合箱梁纯扭性能全过程分析计算程序.分析结果表明,模型计算值与试验值吻合良好.该模型可准确预测波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭转受力全过程的扭矩-扭率曲线.     

离心钢管混凝土结构弹性扭转应力分析

采用弹性力学的基本分析方法，建立了离心钢管混凝土构件扭转作用的基本方程。假定应力函数的基本模式，令其满足平衡方程及力的边界条件；通过对层合材料扭转余能的变分使协调条件得到近似满足，确定了离心钢管混凝土构件在扭矩作用下的横截面及层间剪应力的具体计算公式。     

压-弯-扭共同作用下闭口截面钢构件弯矩作用平面内极限承载力

利用Umansky闭口截面扭转理论,在现行GB 50017—2003"建筑钢结构规范"的基础上,得到适用于压-弯-扭共同作用下闭口截面构件弯矩作用平面内极限承载力的计算方法;采用数值分析方法对提出的设计公式进行验证,在建模时引入初始几何缺陷和残余应力,在分析时考虑几何非线性和物理非线性的影响;最后针对扭矩作用下矩形截面压弯构件截面塑性发展规律进行分析。研究结果表明:本文所提出计算公式能够真实反映构件的受力状态,使用便捷;在压力、弯矩和扭矩共同作用时可能存在的7种荷载路径对矩形截面钢管的极限承载力几乎没有影响;构件的抗弯和抗压极限承载力随着扭矩的增大而降低,且降低的程度越来越大;约束扭转的存在只会使截面最危险点更早地进入塑性状态,而对截面最终承载能力的影响不大,因此,根据自由扭转理论提出的设计公式对于存在约束扭转的矩形截面构件依然适用。     

远洋货轮大舱口的扭转强度分析

在波浪扭矩下如何考虑船体的附加应力？本文用自由扭转理论分析大仓口甲板在船体受扭矩后的扭转强度。比起用约束扭转理论的分析对于剪应力是偏于安全而且误差在工程允许范围以内。 由实例经出一些定量的概念。     

大跨度预应力次梁楼盖边梁协调扭转模拟分析

多方案模拟4个大跨度预应力次梁楼盖试件的边梁协调扭转试验,分析比较各方案的开裂荷载、极限荷载以及边梁的协调扭矩、单位长度扭转角、边梁扭转刚度等结果,得出的主要结论有:在整个受力过程中,边梁协调扭矩总体呈增长趋势,并不因边梁开裂而明显下降;美国ACl318-05规范的开裂扭矩值偏小,与边梁极限扭矩相差较大;对于开裂后的大跨度预应力次梁楼盖边梁扭转刚度折减系数,无整浇板时可取0.05～0.10,带整浇板时可取0.10～0.40.     

利用能量原理研究单壁碳纳米管的剪切模量

利用能量方法研究了单壁碳纳米管（SWCNT）的剪切模量．采用分子力学理论得出了受扭矩作用下单壁碳纳米管的总势能;通过总势能与相应的薄壁圆筒的扭转变形能比较,推导出了单壁碳纳米管剪切模量的计算公式;碳纳米管剪切模量的计算结果与现有的研究结果相符,从而证实了本文计算公式正确有效．