实验井架的有限元分析和实验测试

通过建立有限元建模,对实验井架进行3种载荷的有限元分析,得出各个载荷作用下的井架的应力分布和井架变形,并和实验数据进行比较,分析误差,为进行井架的优化设计提供参考.     

基于有限元的JJ225/43-K型井架承载能力分析

基于ANSYS建立了JJ225/43-K型井架的有限元分析模型,分别进行了在最大钩载及风载、立根载荷、自重的组合作用下JJ225/43-K型井架的计算分析。应用ANSYS软件建立了井架模型,对模型施加不同载荷,分析得出井架最大应力部位,据此推断井架的极限载荷。运用模型修正理论结合现场实测的应力应变数据,对井架的仿真模型进行了修正,得出了井架的极限载荷数据,实现了对井架的承载能力的评定。     

深水钻机K型井架稳定性数值模拟研究

针对K型井架整体防护性较弱、在恶劣的海洋环境下可能发生失稳的问题,以南海某深水半潜式平台在作业工况下的运动响应为背景,对浮式平台配套的K型井架进行了稳定性研究。平台动边界对井架产生的动载荷等效为惯性力施加在井架上,同时考虑海洋风载、平台倾斜使井架受到的重力横向分量以及平台升沉引起的附加动载荷,利用有限元模型计算了井架的受力状态和整体稳定性;研究了各杆件在轴力和双向弯矩下的局部稳定性;将前大腿等效为弹性支撑梁,在轴向压力作用下进行了屈曲分析;对比了该井架用于陆地钻井的稳定性质。结果表明,海洋环境载荷使K型井架的稳定性有较大程度降低,但仍满足该工况的稳定性要求。     

缺损软骨在滚压载荷下的实验与有限元分析

研究了缺损软骨在滚压载荷下的应变场分布,验证有限元数值模拟的准确性。分别通过实验和有限元仿真,对软骨缺损附近应变进行对比分析。比较实验云图与仿真云图看出,在软骨伤口附近的应变较大,远离伤口的部位应变分布均匀;从应变曲线的实验结果和仿真结果对比得出,无论在伤口附近表层或伤口底部,实验与仿真结果基本一致。滚压载荷下缺损对软骨力学性能有一定影响,有限元仿真结果与实验结果基本符合,说明有限元仿真数据具有可靠性。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时,弦杆应力稍有增加,而非弦杆应力有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时, 弦杆应力稍有增加,而非弦杆应务有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

面向对象有限元方法在仿真系统开发中的应用

基于面向对象方法，给出面向对象有限元类的定义，采用C＋＋具体实现空间框架结构静力分析、动力特性分析和稳定性分析的面向对象有限元程序，并成功地钭其应用于在役钻机井架仿真系统的开发中，利用开发的仿真系统对F320－A型和JJ250／42－K型石油钻机井架进行静力分析，动力特性和稳定性分析，得到结构在最大钩载作用下的应力和变形，结构的低阶固有频率和模态以及失稳载荷。计算结果与商用软件的结果一致，验证了方法的正确性和系统的可靠性。     

微动疲劳损伤机理数值分析与实验研究

针对机械结构中广泛存在的微动疲劳问题进行数值分析和实验研究。应用有限元法对微动疲劳接触区的应力场分布进行了定量分析。进一步开展了实验研究,设计了微动疲劳实验系统,进行了微动疲劳实验。综合有限元分析和实验结果发现,滑移区和黏着区交界处的应力场存在突变,微动疲劳裂纹即在这一区域萌生,微动疲劳寿命随着接触载荷的增大而增大。     

单晶体SOD力学性能的实验及数值模拟

采用纳米压痕硬度计,测量了沸石分子筛方钠石SOD大单晶的力学性能,得到了载荷 位移曲线图和硬度、弹性模量随压痕深度变化的值。并利用ANSYS有限元程序对沸石单晶体SOD的弹性阶段进行了二维数值模拟,考察了摩擦、压头尖端半径对模拟结果的影响,得到了压痕过程中加卸载时的载荷 位移曲线,模拟结果在趋势上与实验结果有较好的吻合,与理论分析的载荷 位移关系基本一致,较好地反应了弹性纳米压痕的实验过程。     

基于实验对比的柴油机机体静刚度有限元分析

通过机械体原结构方案的有限元分析和试验对比,对６１３５柴油机机体有限元模型进行改进,为机体结构改进合理的有限元模型。方法采用静载荷下刚试验和有限元元分析对比结果改进原始结构有限元模型。     

海洋浮式平台钻机井架动态响应的试验研究

深水浮式平台钻机井架在海洋环境载荷和平台运动条件下会受到较大的动态载荷。为评价浮式平台运动对井架动力响应的影响,以某海洋浮式平台及其配套的塔型井架为依据,按照相似原理设计了井架模型及其平台的6自由度运动条件,利用大型地震模拟试验台阵系统实施了动态井架试验。对振动台沿6个自由度方向单独激励以及模拟作业工况、生存工况和设计生存工况的6自由度耦合激励条件下井架各测点的加速度和动态应变进行测试。发现井架对于纵摇和垂荡激励最敏感,而对艏摇激励不敏感;钩载的变化对井架动态响应的影响不大;基于平台在风浪流沿不同方向入射的运动响应,发现在迎风迎浪迎流条件下井架的动态响应幅值最大,受力状况最恶劣。     

利用有限元法进行塔机起重臂的动态分析

根据塔机起重臂的实际结构 ,建立双弹簧悬吊超静定简支梁的力学模型 ,进行动态分析 ,并以TC80型塔式起重机为例 ,利用有限元方法求解 ,引入梁单元和边界单元 ,得到塔机起重臂的多阶固有频率和主振型 ,其结果对于塔机的动态响应分析具有实际意义     

基于RD&ITD法的JJ160/41-K型石油井架结构的模态参数识别

模态参数作为石油井架结构重要的动力指纹,以JJ160/41—K型石油井架结构为研究对象,通过随机减量法获取环境随机激励下,井架结构的自由振动衰减信号,利用ITD法对单测点和多测点两种情况下的脉冲响应信号进行模态参数识别;并将有限元和频谱分析的模态参数进行对比分析。数值模拟分析表明,利用RD&ITD法识别的模态频率结果基本一致,而模态阻尼比的识别结果则相差较大,同时有限元分析表明,由于噪声的干扰,存在着虚假阻尼比,需要人为地进行甄别。故对于难以直接激励的大型石油井架结构来说,利用RD&ITD法进行系统模态参数识别是可行的,为做好井架结构的安全评估工作,减少工程事故隐患提供了有效的理论依据。     

惠农区坑木场门式起重机混凝土基础分析

采用有限元（ANSYS）数值模拟方法对起重机混凝土基础进行静动力模拟分析,为起重机的安全使用提供依据。     

A型井架结构可靠性分析与蒙特卡罗实现

采用大型通用有限元程序ANSYS提供的APDL(参数化设计)语言将结构分析与其PDS(概率设计系统)模块的统计分析能力相结合的蒙特卡罗有限元法,计算得到井架系统的失效概率及相应的可靠指标β,说明了利用ANSYS的概率分析功能实现结构的可靠性分析的可行性.根据实际工程结构算例详细叙述了该方法实现的流程.     

JJ16041-K型石油井架结构的动力响应分析

针对石油井架结构长期服役在野外恶劣环境下,局部或整体损伤等缺陷常成为安全生产中的事故隐患。通过白噪声模拟随机环境激励,利用ANSYS有限元建模,对石油井架系统进行动力响应分析。研究结果表明:井架结构的振动模态为空间振动,同时各节点在白噪声激励下的动力响应规律基本一致,动力响应数据的获得可为损伤诊断研究提供输入数据,对提高井架承载能力检测与安全评估水平,具有重要的理论意义和实用价值。     

深井钻机K型井架动力模型模态试验与分析

深井钻机井架的动力特性极大影响着钻机钻进效率及结构安全,以缩尺比为1∶10的深井钻机井架动力模型为研究对象,采用数值分析的方法完成了模型井架的动力特性分析,应用冲击激励法对模型井架进行了动态特性测试。对比分析结果表明:仿真计算与实测的前5阶模态频率的相对误差均在10%以内且振型曲线大致相同,说明简化的有限元数学模型能够有效的反映出结构在低频段的频率与振型曲线特性,同时也验证了井架动力模型有效性,实测与仿真结果均表明转盘是引起结构低阶共振的主要原因。研究结果可为深井钻机K型井架的动态设计和结构动力修改提供理论依据。     

石油井架构件截面可靠性设计模式

根据国标中建筑结构设计标准和钢结构设计新规范.对井架构件截面进行了极限状态设计,将有限元分析与可靠性的方法相结合,对井架截面的可靠性进行了评价,并在给定的可靠度下进行了井架构件截面设计.提出了相对实用的井架构件截面可靠性设计模式和具体的设计方法.实际计算表明,该设计方法有较好的可行性.