基于响应曲面法的闸板防喷器壳体优化设计

针对FZ35-105防喷器存在体积大、质量大等难题,建立105 MPa闸板防喷器壳体承载数值计算模型,研究防喷器壳体长度、宽度和高度对力学性能的影响。基于响应曲面法设计了17个实验组,系统研究了壳体长度、宽度和高度之间交互作用对壳体应力影响,构建了以等效应力为响应值的二次响应面模型,通过求解得到最小响应值下闸板防喷器最优壳体尺寸参数,并将优化前后结构强度进行对比。采用有限元与响应曲面相结合方法,为防喷器壳体尺寸优化提供了新思路,也可用于其他多参数优化设计。

封井后提放钻杆过程中球形防喷器胶芯力学行为

球形防喷器封井后强行起下钻作业极易导致胶芯密封失效,为研究动密封过程中防喷器胶芯失效机制,基于橡胶大变形理论建立球形防喷器动态密封数值模型,探究球形防喷器胶芯在封井和起下钻过程的应力分布和失效模式。结果表明:球形防喷器密封钻杆后,胶芯内壁会产生条状褶皱,支撑筋下板块拐角处产生鼓点状应力分布,颈部和背部存在应力集中现象;当钻杆倾斜时,钻杆与胶芯接触密封区也发生倾斜,胶芯左右两侧应力小幅增大;起下钻过程中,胶芯内壁的条状应力集中变为片状分布,钻杆接头进出密封区域时,接触应力发生突变。