非均匀磨损套管空间有限元分析

针对非均匀磨损套管进行了空间有限元分析,研究了磨损量、磨损长度、轴向拉力对套管抗内压强度的影响。计算结果表明非均匀磨损套管的抗内压强度随磨损厚度的增加而降低;不同的磨损长度对套管抗内压强度影响不明显,即抗内压强度主要受磨损厚度的影响;套管轴向拉力对其抗内压强度影响不大,并且这种影响随着磨损量的增加而逐渐减小。通过对磨损套管抗内压强度变化规律的研究,为合理制定井控措施提供了科学依据。

基于网格模型的磨损区域边界提取方法研究

针对磨损零件的修复问题,提出了一种基于网格模型的磨损曲面边界线提取方法。根据磨损情况的不同,设置特征角的值,通过计算相邻三角面片法矢夹角,并与给定特征角的值相比较来提取磨损边界点,将磨损边界点插值成三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线。给出了磨损边界线内磨损区域网格的删除方法,为后续实现磨损区域的曲面重构提供所需的几何信息与模型。应用实例表明,此方法用于磨损边界线的提取和磨损区域网格的删除是有效、可行的。

基于区段磨耗钢轨典型廓形的打磨设计方法

铁路货运线路运量大、运行密度高等因素导致钢轨病害问题频繁发生,需要及时对钢轨进行打磨,改善轮轨关系。采用弗雷歇距离方法,基于区段内不同截面钢轨磨耗型面数据,构建磨耗代表廓形选取模型,结合NURBS曲线理论构建钢轨廓形的描述方法,采用基于钢轨廓形少量离散点的差值拟合算法进行打磨廓形设计;以减少钢轨打磨材料去除量及减小脱轨系数为目标函数,以轮轨匹配特性和降低钢轨磨耗为约束条件,建立钢轨打磨廓形计算模型。结果表明,与标准廓形CN75相比,打磨廓形OP75的材料去除量减少44.7%,轨顶下降高度减少0.39 mm,脱轨系数最大值减少5.4%,轮重减载率均方根值减少2.7%,车体横向振动加速度均方根值减少2.3%,轮轨横向力最大值减少4.4%;列车运行3万公里后,在60 km/h~120 km/h速度工况下,OP75的节点位移总量比CN75减少17.2%~19.1%。与打磨恢复成标准廓形相比,所设计的钢轨打磨目标廓形具有更好的动态特性,可以提高列车运行安全性和平稳性,减缓钢轨磨耗。