谈崔家寒矿井主井井架设计的几个问题（二）

文章对矿井井架设计中的结构选型和布置，井架载荷及其组合以及结构计算中遇到的问题进行了阐述，提出了合理的设计方案及解决问题的方法。     

谈崔家寨矿井主井井架设计的几个问题(二)

文章对矿井井架设计中的结构选型和布置,井架载荷及其组合以及结构计算中遇到的问题进行了阐述,提出了合理的设计方案及解决问题的方法。     

强震作用下损伤井架结构的力学演化规律

为了研究强震作用下损伤井架结构的力学演化规律,利用有限元建立某矿山井架结构的数值模型.在模型中,按15％失重率的梯度递增考虑井架立柱的局部损伤.首先对井架模型进行静力和模态分析,静力分析结果表明:随失重率的增加,井架结构损伤处应力和顶层最大位移均增大,并且呈现出二次函数关系;模态分析显示,在所选的失重率范围内,井架结构的局部损伤对其模态频率影响不大.接着对模型进行了强震作用下的动力分析,结果表明:随着地震波峰值加速度的增加,井架顶层最大位移、最大层间位移角和损伤处应力均呈现出线性增长.同时在地震波峰值加速度相同的情况下,失重率对井架结构顶层位移影响显著,和无损井架结构相比,结构顶层最大位移增幅达到76.89％.     

基于灵敏度分析的井架结构模型修正方法研究

从井架结构模态参数对物理参数变化的灵敏度出发,探讨了井架结构的模型修正问题.以设计参数型模型修正方法为基础,对井架结构杆件的材料、截面形状和几何尺寸等参数进行直接修正.确定优化模型的目标函数及约束变量,利用一阶优化算法对结构参数进行了优化和状态评估.通过实验室简易井架模型的分析验证了此方法的可行性.该方法为复杂井架结构的损伤识别和状态评估提供了一个新思路.修正算法的优化方法采用ANSYS一阶优化方法,敏感性分析和模型修正完全基于ANSYS软件进行,适合于实际工程的应用.     

绷绳对作业井架安全承载能力的影响研究

作业井架在工作时多向井口方向倾斜，需要用绷绳来保持结构的稳定性，绷绳是作业机井架不可缺少的支承。绷绳型号、数目，位置，预紧力及与井架之间角度的变化会对井架安全承载力造成很大影响。本文利用ANSYS软件，将作业井架简化为三维空间梁和杆组合结构，建立了数值模型。通过变换绷绳横断面积，绷绳弹性模量，数目．位置及布置形式等参数，对井架的应力及变形情况进行了分析，得到井架承裁力的变化规律，为现场修井作业提供了参考和依据。     

井架的底部支承结构

井架的底部支承结构由江苏理工大学专利事务所代理的“井架的底部支承结构”是升降运输机械的配套机架装置．主要用于建筑业的垂直运送．该装置是在井架的底部设置底盘支腿和撑杆，形成一个井架的独立结构．这种独立结构免除了施工时必须由钢绳向四周宽阔地域紧固井架．因...     

损伤缺陷对矿山井架结构的力学影响分析

为了研究损伤缺陷对矿山井架结构的力学影响,利用ANSYS软件构建了结构的数值模型,分别考虑关键杆件局部锈蚀、局部弯曲、支座沉降和复合缺陷等工况,对其力学性能进行分析。研究表明:当锈蚀率达到35%时,结构的最大水平位移与初始结构相比增大了4.9%,但对最大应力影响较小。杆件弯曲和支座沉降对井架结构最大应力和水平位移的影响均较小。复合缺陷工况下,当弯曲量为60mm,锈蚀率为35%,支座沉降达到0.4°时,井架结构最大应力减小了4.2%,但水平位移增大了9.2%。综上所述,井架结构力学分析过程中须重点考虑复合损伤问题。     

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。     

V型凿井井架设计

中国矿业学院受煤炭部科披局委托,于1979年7月设计成V型凿井井架。该井架已于1981年1月在邯郸九龙口矿井及究州东滩矿井施工中使用。本文介绍了V型井架的设计内容。文中阐述了井架的设计程序,工艺方案、荷载计算、结构形式以及结构计算等问题,并就设计中的若干问题进行分析、讨论。V型井架获得了两项较好的设计效果:一是改进了井架结构形式,为井口作业提供了方便;二是井架用钢量获得较经济的指标。     

半刚性连接石油井架的动态特性研究

为研究焊接节点的半刚性对钻机井架结构动态特性的影响,通过组件法计算了节点初始刚度和极限弯矩的理论值.采用双向变刚度零长度螺旋弹簧模拟节点的半刚性,建立了半刚接井架的有限元模型并进行了自振特性和谐响应分析.与刚接井架对比表明:节点的半刚性对井架结构固有频率影响显著,随着连接节点刚度的减弱,井架低阶固有频率值呈现不断减小的趋势,而井架侧移和前倾趋势则显著增加,给井架安全带来一定隐患.     

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。     

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。     

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。     

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。     

石油井架结构损伤的分步识别技术研究

针对JJ160/41-K型石油井架结构损伤识别问题,提出基于模态参数和支持向量机的分步识别方法,即先使用柔度矩阵方法进行井架结构损伤位置识别,再以柔度曲率差值作为损伤识别指标,应用支持向量机回归算法对已定位的损伤进行定量分析.仿真计算结果表明该技术可有效实现井架结构损伤的定位与定量分析.     

ZJ70DB钻机底座起升过程力学分析

本文对ZJ70DB钻机底座在起升过程的5个位置的起升力变化及起升过程中井架、底座、人字架和钻台的应力分布进行分析,得到了ZJ70DB钻机底座在起升过程中的不同位置的起升力及应力值,为结构设计提供参考依据。     

基于多特征融合与机器学习的井架钢结构智能诊断

为了解决复杂的井架钢结构损伤识别问题,创新的将时域多参数信息融合与机器学习结合起来,根据井架钢结构的加速度响应信号,提出了一种基于主成分分析和支持向量机的井架钢结构损伤识别方法。首先利用加速度传感器提取在冲击载荷下井架钢结构加速度响应信号,进而获得其多个时域特征：脉冲因子、裕度因子和峭度;然后依据主成分分析法将以上特征进行融合,在保证尽可能多的信息被保留的情况下形成一个新的综合性特征;此时将该特征数据输入支持向量机模型进行损伤识别。利用以上理论进行仿真模拟计算和识别,同时利用ZJ70型井架钢结构实验室模型进行试验分析。结果表明：利用该方法识别井架钢结构单一或多处损伤准确率较高,并且简单易行耗时较少。     

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。     

600 t摆杆式起吊船扒杆结构有限元分析

针对大型起吊船受力特点,考虑了风载、横纵倾和惯性载荷等多种恶劣载荷工况,对吊船扒杆进行了结构分析,结构分析结果表明结构满足强度与稳定性要求。