复杂环境下城市隧道施工爆破振动影响及降振技术分析

受工程地质条件影响,部分城市隧道施工需采用爆破施工方式,但爆破施工会影响隧道地表建筑结构的安全性。以某城市隧道为研究对象,研究复杂环境下城市隧道施工爆破振动影响及降振技术。通过分析爆破振动对地表建筑结构的影响,以及对附近居民心理承受能力的影响,得出结论:将爆破振动速度控制在1.10cm/s以内,能够最大限度地降低爆破振动对居民与地表建筑结构的影响。对设计合理的爆破时差与选择合理的爆破参数等降振技术进行分析,并根据降振爆破参数进行爆破试验,试验结果表明:该隧道在X、Y、Z三个方向上的最大振动速度均明显低于应用该技术前,说明该爆破降振技术具备较优的降振效果。

热胀管梁A柱的结构设计

为改善汽车的A柱视野角,减小A柱的视野盲区,文章开发了一种新型的热胀管梁A柱结构。与传统分片式A柱相比,热胀管梁A柱具有结构效率高、产品质量好等优势。通过材料、截面和料厚的选择,热胀管梁A柱在碰撞性能优于传统A柱的条件下,实现了显著改善A柱视野角和减重的目标。

基于UG的汽车检具设计向导研究与开发

基于Unigraphics NX5.0以上版本,以Visual Studio2010为开发平台,以C++/C#语言及UG/OPENAPI为开发工具,利用模块化设计方法,提取汽车检具设计中通用的设计流程,并以向导的形式帮助设计人员快速掌握先进的设计手段。利用该系统设计汽车检具,提高效率、降低成本,弥补了通用三维CAD软件不具备专用检具设计模块的缺陷。

超高强钢A柱内板成形工艺研究及应用

超高强钢A柱内板一般采用常规拉延工艺,以更好控制超高强钢回弹问题,但其材料利用率较低。文章通过冲压成形CAE模拟,对比双件对拼拉延、单件拉延和成形等3种不同工艺方案特点,并结合软模验证,选取成形方案作为正式工艺。此方案可提高材料利用率,降本20%以上。

输气管道气固耦合振动特性分析

针对管道振动情况的研究,提出考虑气体压力脉动与管道耦合作用下的管道振动特性分析的计算模型与计算方法。根据管道结构建立了具有异径管活塞式压缩机的输气管道模型,在该模型的基础上,结合管道结构参数,建立管道系统气柱固有频率、气体压力脉动、激振力的计算方法,通过这些计算方法得出气柱固有频率、气体压力脉动与模态阶次之间的关系,以及异径管处的激振力与宽径比之间的关系;得出在激振力作用下,管道振动位移、速度的变化情况。将计算结果与现场测试值进行对比,发现计算值与测试值基本吻合,验证了计算模型与方法的正确性。研究结果表明:在异径管、弯管、汇流管等处,将压力脉动与管道的耦合作用考虑进管道振动研究分析中,更能真实地反映输气管道的振动特性,对提高管道寿命、减少管道振动具有重要的参考价值。

井下钻柱纵向横向耦合振动模型建立与数值分析

针对井下钻柱运动的复杂性,基于动力学理论,建立了井下钻柱纵向和横向耦合振动的数学模型,并进行数值求解及分析.根据井下钻柱的实际工况,以整个井下钻柱为研究对象,提出了钻柱纵向和横向耦合振动的动力方程,并利用解析法和无量纲法分别求解出其动刚度和动阻尼的表达式,以及钻柱前两阶振动的固有频率.分析结果表明:当井下钻柱振动频率增大时,其动刚度呈幅值衰减的周期性变化,而其动阻尼呈幅值增强的周期性变化;井下钻柱长度和横截面面积越大,其动刚度和动阻尼的幅值越小;井下钻柱的Poisson(泊松)比对其振动的动刚度、动阻尼和前两阶固有频率没有影响;同时,井下钻柱的第二阶固有频率始终大于第一阶固有频率.该文的研究方法和模型为井下钻柱钻具分析和结果优化提供了理论参考和实际意义.

增强造斜易控性的新型PDC钻头工作特性

为提高特殊赋存条件下的油气井定向钻进过程钻头的造斜可控性,提出一种新型的PDC钻头设计方案。综合考虑钻头心部锥角、冠部形状、过渡圆弧半径和中心线位置等因素,研究其造斜易控特性。进行了钻头的线型轮廓设计,建立了造斜段钻头的力学分析模型,并在此基础上分析了钻头破岩过程的造斜特性;根据实验测试结果,分析轮廓设计参数对钻头破岩特性的影响。研究结果表明:心部锥角和过渡圆弧半径对PDC钻头的造斜能力及造斜曲率影响较大;心部锥角太深,使钻头偏转能力下降,进而导致其造斜曲率过大;心部锥角太浅,钻头稳斜能力显著下降,使实际稳斜阶段曲线较设计曲线偏离较大;在定向井实际钻进过程中,增强造斜易控性的新型PDC钻头能较好地解决现有常规PDC钻头偏转能力弱、造斜曲率过大的缺点。建立的分析模型综合考虑了钻头在定向钻进时的复杂工况,并对相关研究进行了修正和完善;同时,通过相关参数的调整,可将分析模型应用于其他情况下的分析研究,研究结论对定向井技术的发展及钻井工具的研制具有重要参考意义。

新型扭力冲击器的运动特性研究

针对钻井过程中,出现的卡钻、粘滑现象,提出了一种产生扭转振动的新型扭力冲击器。首先分析了扭力冲击器的工作原理,然后,结合扭力冲击器工作的实际情况,建立了扭力冲击器运动学模型,并在此基础上,得到了扭力冲击器的碰撞频率与入口压强、入口流量之间的关系。最后通过实验测试与算例计算的结果进行对比,验证了计算方法的准确性与可靠性。研究结果表明:扭力冲击器的碰撞频率与入口压强、入口流量有着密切关系。碰撞频率与入口压强成正比,与入口流量呈反比。研究结论为扭力冲击器的进一步研究打下了基础,为扭力冲击器的现场使用了提供了参考依据。

汽车用第三代高强度钢QP980冲压成形性研究

QP钢是一种高强度高塑性的第三代高强度钢,为了论证QP980的冲压成形能力,采用虚拟成形分析和冲压实验相结合的方法研究了汽车用第三代高强度钢板QP980的冲压成形性,并与汽车常用的CR340、DP600、DP800、DP1000四种高强度钢板进行了对比研究,研究结果证明QP980的强度略高于DP1000的强度,冲压成形性则是QP980比DP600略好。应用第三代QP钢可解决高强度且形状较复杂的零件成形问题,在汽车安全性和轻量化研究中QP980可发挥重要作用。

第3代高强钢QP980冲压稳定性研究

以具有典型断面特征的汽车前纵梁延伸板为试验对象,研究了第3代高强钢QP980的料厚公差、生产要素波动、高速冲压对零件成形质量的影响。通过在冲压过程中改变板材厚度、压边力和润滑条件,验证了QP980钢适合制造外形相对复杂、强度要求相对高的汽车冲压件,具有较好的冲压稳定性。

扭转振动发生器的工作原理及其运动特性分析

针对某些地区地层研磨性强,可钻性差,机械钻速低的技术难点,提出了一种扭转振动发生器。通过对发生器结构和工作原理的分析,建立其运动学模型,推导出液压锤的碰撞周期、转动角速度、转动角位移的表达式;结合算例参数得到液压锤的碰撞周期、转动角速度、转动角位移随时间的变化关系,以及入口流量、入口压强对其三者的影响;最后,通过室内实验验证了计算方法的可靠性与准确性。结果表明:液压锤碰撞周期与入口压强成反比,与入口流量成正比;其角速度及角位移随入口流量的增大而减小,随入口压强的增大而增大。

考虑横向惯性效应的钻柱纵向振动特性研究

在理论分析的基础上,提出利用改进Rayleigh-Love杆模型,研究考虑横向惯性效应的钻柱纵向振动问题。根据钻柱实际工作情况,以钻柱整体为研究对象,假设钻柱为能被分成若干个有阻尼特性的Rayleigh-Love杆,以及钻柱内外的钻井液为性质相同的弹性层,据此建立其力学模型和振动微分方程;利用模型中的边界条件和参数之间的关系,得到钻柱底部复阻抗的求解方法,求出钻柱底部动刚度的具体表达式;并分析了不同相关参数对钻柱动刚度的影响。研究结果表明:钻柱动刚度随着频率的增大呈现振幅逐渐增大的周期性变换规律;其他相关参数保持不变,频率相同时,动刚度的绝对值与钻柱长度成反比,与钻柱横截面面积成正比;阻尼系数越大,导致井底对钻柱的作用力也越大,钻柱动刚度的振幅反而越小;钻柱的泊松比越大,随着频率的增加,动刚度的变化周期越长。

新型斜控PDC钻头冠形设计与破岩机理研究

针对新型油气资源开采的复杂条件,为提高新形势下定向井造斜段井眼质量,提出一种新型斜控PDC钻头。首先根据刀翼线型轮廓设计准则,突破现有锥形心部曲线的局限,将传统锥形心部曲线变为圆弧过渡型曲线;综合考虑影响钻头造斜能力的关键因素,结合布齿参数与钻井实际工况,建立切削齿破岩过程的力学分析模型,然后在此基础上分析钻头造斜易控特性。研究结果表明:传统PDC钻头的锥形心部是制约钻头偏转的关键因素,钻头心部曲线变为圆弧轮廓后,其偏转易控特性得到较大提升。同时通过现场试验,将新型斜控PDC钻头与现有钻头的造斜段钻进性能进行对比,分析其定向钻进的破岩特性与造斜能力。研究结论对钻头破岩机理的研究及定向井技术的发展具有重要的参考价值。

海洋钻井用双向减震器的失效机理与应对措施研究

针对海洋油气井钻井现场对双向减震器研究的缺陷与不足,以及在使用过程中出现非正常失效等问题,根据双向减震器的结构原理以及现场使用情况对其进行失效机理的研究。在此基础上,制定出一系列操作性强的解决措施。结果表明:密封失效、螺纹损坏、心轴与外筒脱落、九头螺纹设计缺陷等问题是双向减震器失效的主要原因,控制人为损坏、预防密封失效、加强各岗位检查、改进九头螺纹结构等方法是解决双向减震器失效问题的重要措施。该研究结论可以有效降低减震器的失效风险,减少故障发生几率,有利于生产提速和钻井安全。

旋切钻头的纵向振动与破岩性能研究

针对现有钻头的破岩问题与井底模型的特点,提出了一种以旋切运动方式破岩的新型钻头.基于旋切钻头的结构和运动学原理对其进行动力学的振动分析,建立切削齿的振动方程,得到旋切钻头不同齿圈上切削齿的振动位移和速度.然后进行旋切钻头的破岩特性研究,根据建立的钻头不同齿圈切削齿破岩特性分析模型,得到不同齿圈切削齿的冲击力、剪切力、破岩体积等结果并对比分析.研究结果表明:与现有钻头技术相比,旋切钻头利用冲击与剪切作用复合破岩,大圈齿过中心,可有效提高钻头心部破岩效率;井底模型呈旋风状,可实现所有齿圈切井壁,实现破岩过程钻头的保径功能.同时,建立的分析模型通过对应参数的变换,也可用于其他类型包括复合钻头的分析.

基于提高零件开发质量的关键零件工艺数据库和设计标准的建立

在车身前期开发过程中,车身关键零件的造型直接对整车的成本、性能、可制造性、模具寿命、生产效率产生影响,本文重点研究了车身关键零件的概念、车身冲压同步工程在车身关键零件中的实施方法、工艺设计和模具开发,最后通过实例来介绍建立车身关键零件工艺数据库及设计标准的重要性。车身开发是决定整车竞争力大小和成本高低的关键因素,因而各汽车公司均把车身开发放在整车开发的首要位置。