飞艇用层压织物类膜材中心撕裂破坏机理模型

中心撕裂破坏是飞艇用层压织物类膜材失效破坏的基本形式之一.基于层压织物类膜材的平纹织物结构特征,建立了具有平面纱线结构的中心切缝撕裂机理模型,该模型应用了“等效纱线”及“应力集中渐变区”两个概念,分别实现模型参数的简化和应力集中区域应力场分布的细化.运用所提机理模型实现了对不同切缝长度时（10~40mm）经纬向层压织物类膜材撕裂破坏行为特征的预测,分析了蒙皮材料撕裂扩展机理,并结合试验结果证实了模型预测的精确性和可行性.由模型分析获得了蒙皮材料在渐变区推移过程中的撕裂承载力及变形特征,发现纱线的失效应变、弹性模量以及编织密度等是影响蒙皮材料撕裂抗力的主要因素.所得结论及研究方法可为层压织物类膜材的强度设计、裂纹止裂分析及结构的安全性评估提供理论参考.

某井S135钢级钻杆腐蚀失效原因

某井S135钢级钻杆在钻进约2 395 m时发生腐蚀失效。采用宏观形貌、断口形貌观察,显微组织分析,化学成分、硬度、腐蚀产物成分测试对其失效原因进行了分析。结果表明:该钻杆的失效方式为腐蚀疲劳失效,钻杆内壁的氧含量偏高及内壁加厚过渡带区域存在应力集中,导致加厚过渡带区域发生严重点蚀,点蚀坑底部萌生疲劳裂纹并扩展,最终钻杆失效;建议使用内壁带防腐涂层的钻杆,并在钻井液中添加缓蚀剂,降低溶解氧对内壁的腐蚀作用,同时优化井深结构,减缓内壁加厚过渡带区域的应力集中。

高压容器筒体与封头过渡区对应力集中的影响及优化设计

高压容器筒体与球形封头连接处的结构不连续区往往是高应力区之一,利用ANSYS建立不同尺寸的筒体与封头过渡区的有限元模型,分别进行有限元分析并对比结果,得出了筒体与封头过渡区对应力集中的影响规律。并以其中一种尺寸的有限元模型为例,对过渡区的结构尺寸进行了优化设计,效果显著。

某井φ101.6mm G105钻杆刺穿原因分析

某公司在钻井作业时发生一根φ101.6mm×8.38mm G105钢级钻杆刺穿失效事故。采用直读光谱仪、拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等设备对刺穿钻杆的化学成分、力学性能、显微组织以及断口等进行了分析,并且结合钻井过程中的实际井况对钻杆进行了刺孔腐蚀机理分析、加厚过渡带有限元分析。结果表明:此次钻杆刺穿为早期腐蚀疲劳失效,疲劳裂纹起源于钻杆加厚过渡带消失区域内壁的腐蚀坑底部;失效钻杆没有内涂层,钻杆钻进过程中,在交变载荷的作用下于应力集中的加厚过渡带消失区域腐蚀坑底部萌生腐蚀疲劳裂纹,裂纹不断扩展最终造成刺穿失效。最后根据此次钻杆产生早期腐蚀疲劳裂纹的原因提出了相应的改进建议。