石油钻机用耐冲击轴承

涡轮钻是我国陆、海油田打定向井,丛式并及深井用的重要井下动力钻具,支承节是涡轮钻具的关键部分,而支承节中滚动轴承则是核心。滚动轴承的使用寿命决定了支承节的工作寿命,也决定了涡轮钻具在钻进中的质量与可靠性。

单轴冲击荷载下煤体损伤及破坏特征分析

为探究单轴冲击荷载下煤体损伤破坏特性及演化规律,采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)装置,通过调节储气室气压值,获得煤样在5 m/s冲击速度下的动力学响应结果,并以此为主要参考依据,确定模型细观物理力学参数;利用PFC3D软件,进行了在单轴冲击荷载作用下,含不同角度的闭合和非闭合直裂隙(0°、30°、60°、90°)的煤体在5 m/s冲击速度下,以及不含裂隙煤体在不同冲击速度下损伤破坏过程的数值模拟试验;探究了单轴冲击荷载下,冲击速度、裂隙分布角度等因素对煤体损伤破坏特征的影响。试验结果表明:冲击速度较低的时候,煤样主要遵循变形破坏准则,当冲击速度增长到一定程度时,则主要遵循强度破坏准则;裂隙通常由4个角和裂隙的尖端等介质突变处产生,呈现“V”形或“X”形扩展趋势,最终呈现出X形破坏带;煤样内外层呈现出不同的破坏形式,内层较于外层更接近三向应力状态,因此更容易发生剪切破坏,而外层就更容易发生拉伸破坏;总的来说,在单轴冲击荷载作用下,煤样主要破坏形式为拉伸破坏。

轴扭耦合冲击器结构设计与室内试验

为提高PDC钻头切削齿在硬地层中的吃入深度、消除扭转振动带来的危害,在自激换向式扭冲总成结构的基础上,增设水力脉冲式轴冲总成,利用扭冲总成拨叉带动轴冲总成动盘阀同步旋转,使过流面积发生周期性变化,产生水力脉冲轴冲载荷,与扭冲载荷一起形成轴扭耦合冲击,设计出一种结构简单、冲击频率相同的新型轴扭耦合冲击器。同时,基于能量转换与守恒定律,建立了冲击器性能参数数学模型,并开展了轴扭耦合冲击器性能参数室内试验。试验结果表明,该轴扭耦合冲击器的压降、轴冲载荷与流量平方呈正比,扭冲载荷、冲击频率与流量呈线性增大关系,最大相对误差仅7.91%,验证了该数学模型的准确性。研究结果可为同类冲击钻井工具的开发提供理论指导。

轨道结构落轴冲击动态响应有限元分析

通过确定落轴冲击问题的轮轨接触条件,根据接触冲击响应的虚位移原理,将轮轨接触边界条件用罚函数法释放,确立轮轨接触变分方程;采用点面接触单元导出轮轨接触有限元控制方程,进一步建立轨道结构动力有限元方程,从而可模拟计算落轴冲击对轨道结构产生的动态响应。基于该分析方法,求解了弹性支承块轨道结构的动力性能,并由现场实测得到验证。结果表明,运用所建立的落轴冲击有限元计算模型分析轨道结构动力性能,直观有效。

地铁弹性扣件减振性能的落轴冲击仿真分析

建立地铁弹性扣件轨道的落轴冲击有限元模型,对目前地铁中采用的三种典型扣件:一般弹性扣件、粘结板式弹性扣件和轨道减振器扣件进行落轴冲击响应仿真分析,对比分析了减振性能,并重点分析扣件质量、刚度对减振性能的影响。分析结果表明:在建模时考虑部件质量、刚度能更好的反映钢轨扣件的实际减振性能,为弹性扣件的设计提供参考价值。

弹性支承块轨道结构落轴冲击动力性能分析

将轮轨接触边界条件用罚函数法释放,采用点面接触单元导出轮轨接触有限元控制方程,建立轨道结构落轴冲击动力有限元方程。分析落轴冲击对轨道结构产生的动态响应,比较弹性支承块及短轨枕埋入式整体道床轨道结构的动力性能,并用现场实测数据进行验证。结果表明:弹性支承块轨道结构与普通短轨枕结构相比,其轨下及块下刚度易于调整,可进行双层弹性的合理匹配,从而有效吸收轮轨冲击,提高列车运行平稳性,具有减振降噪与延缓轮轨磨损等优越性能。建议其块下刚度稍大于轨下刚度,增幅值控制在20%以内。

地铁轨道减振性能的落轴冲击仿真分析

建立落轴冲击有限元模型,仿真分析地铁弹性扣件、弹性支承块和浮置板等三种轨道结构的冲击响应,对比分析了其减振性能。结果表明,弹性支承块轨道通过轨下和块下刚度的合理匹配,动力性能优于弹性扣件结构;浮置板轨道结构的减振效果最好,受行车速度的影响较小。采用所建落轴冲击数值模拟方法,可有效分析不同形式轨道结构的动力性能。

浮置式轨道落轴冲击动态响应仿真分析

针对现有的三种浮置式轨道结构根据三者各自在实际工程应用中的各种参数建立三维有限元模型。通过大型有限元软件ANSYS对三者在不同支承密度、不同阻尼搭配的条件下做落轴冲击的仿真分析,分别得到三种浮置式轨道结构的动态响应,而后再做以比较,提出在不同工况的条件下合理的选型、应用以及搭配方案,并为浮置式轨道的其他动力特性的分析提供了一个关键的动态理论参数。

高架弹性支承块轨道结构落轴冲击动态响应

将轮轨接触边界条件用罚函数法释放,采用点面接触单元导出轮轨接触有限元控制方程,进一步建立轨道结构落轴冲击动力有限元方程.计算分析了落轴冲击对高架线路轨道结构产生的动态响应,详细比较了弹性支承块及短轨枕埋入式整体道床轨道结构的动力性能,并由现场实测进行验证.结果表明,弹性支承块轨道结构通过轨下和块下刚度的合理匹配,动力性能优于普通短轨枕结构,应用于线路减振地段较为理想;同时,利用落轴冲击有限元模型及其试验分析轨道结构动力性能,直观有效.

多轴振动与冲击复合环境试验技术研究

研究多轴振动与冲击的多力学复合环境试验技术。通过对试验系统的搭建、试验控制方案以及振动与冲击信号的解耦等方面进行深入的研究,提出了信号分离技术,并设计了信号分离器,将信号分离器作为闭环控制的一个重要环节,可以实现振动与冲击信号的解耦。信号分离器的分离精度达到了预期效果,实现了振动与冲击的实时解耦和实时控制,提高了冲击试验的控制精度。通过试验验证,采取的方法是可行的,具有实际应用价值。

铰接式岔枕道岔结构落轴冲击数值分析

考虑岔枕下道床的非线性支承和联结铰结构,建立了三维弹性铰链单元数值模拟方法和整组道岔落轴冲击有限元模型,比较分析了时域与频域内铰接式与普通长岔枕道岔结构的振动响应.结果表明:与普通岔枕相比,铰接式岔枕轨道结构的整体刚度较低,缓和了轮轨冲击,改善了道岔区的综合受力环境;改变了普通岔枕的动态特性,极大程度上降低了高速列车过岔时未行车股道岔枕末端对道床的拍击,减少了道砟粉化,延长了道床养护维修周期;道岔区采用高弹性扣件,可与铰接岔枕组合成优良的弹性基础,优化高速道岔动力性能.

预制短板浮置板轨道落轴冲击动态响应

针对现有的预制短板浮置板轨道结构以及普通轨道结构各自在实际工程应用中的各种参数建立三维有限元模型.通过大型有限元软件ANSYS对其在不同预制长度的条件下做落轴冲击的仿真分析,分别得到各自结构的动态响应,而后再做以比较,提出在不同工况的条件下合理的选型、应用以及搭配方案,并为预制浮置板轨道的其他动力性能的研究提供了一个关键的动态理论参数.

聚丙烯材料低温多轴冲击性能的研究

通过采用不同的乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)来增韧两种抗冲聚丙烯材料,并采用低温多轴冲击测试来评估材料的低温冲击韧性性能。多轴冲击测试和扫描电镜表明:不同PP通过低温多轴冲击测试需要添加的POE份数不同,不同POE的增韧效果也有所不同,弹性体在基体树脂中的分散尺寸较小且分布均匀,有助于提高材料的低温冲击韧性性能。

差动式气缸中冲击轴运动分析

本文通过差动式气缸中冲击轴运动过程的理论分析，结合冲击台调试，计算了碰撞过程中冲击轴速度的变化过程，获得了冲击轴最大速度、最大行程与上、下腔初始压力、放气孔径的关系，可供差动式气缸、冲击设备的设计应用。

微小型、低功耗三轴高冲击存储测试装置

针对冲击试验与测试的冲击强度等参数越来越高,导致现有存储测试装置已不能完全满足特种测试、不适应新概念测试发展要求的问题,提出微小型、低功耗,掉电后仍然能完成采集和数据存储功能的三轴高冲击存储测试装置。存储测试装置以STM32G031为主控芯片,利用片内SAR-ADC实现模数转换,采用AD8226仪表运放实现增益放大功能。数据存储在容量为512 KB的FRAM中,采样速率100 kSps以上,采样精度12 bit。该装置的PCB板为直径22 mm的单片圆板,满足微小型要求,通过合理灌封和过载保护提高抗冲击性能。样机验证试验表明,该装置各模块功能正常,基本满足性能指标,功耗小于33 mW,掉电后可以仅凭电容储能工作700 ms,具有一定实用性。

落轴冲击下椭圆形支承块式轨道振动特性研究

为得到某新型支承块式轨道结构的振动特性,运用模型试验,研究了该新型支承块式轨道结构在落轴冲击作用下钢轨、支承块、道床及地面的振动特性,并进行了时域特性及频域特性分析。研究结果表明,钢轨的振动加速度远远大于支承块、道床及地面的振动加速度;振动由钢轨传递到地面的过程中,道床的振动加速度要比支承块及地面处的振动加速度大;线性计权下,钢轨、支承块、道床及地面的振动加速度级取值范围分别为115~160d B、98~126d B、100~123d B及95~121d B,钢轨、道床及地面的振动加速度级大体上随频率增大而增大;Z计权下,道床振动加速度级在3.15~80Hz范围内处于波动状态,地面振动加速度级在3.15~31.5Hz范围内大体上随频率增大而增大,在31.5~80Hz范围内随频率增大而减小。

冲击力传感器灵敏度系数的三轴同步校准方法研究

为了对三轴力传感器灵敏度系数进行冲击校准,提出一种斜端面Hopkinson杆实现可计量的三轴冲击力脉冲方法。通过数值计算,分析斜面角度θ对Z-轴计量误差的影响。利用直端面Hopkinson杆对B25B型三轴力传感器Z-轴单轴校准,分析两种构型子弹冲击下传感器的频率特性,建立子弹构型与加载信号带宽之间的关系。通过斜端面Hopkinson杆,对B25B型三轴力传感器进行三轴同步冲击校准,利用最小二乘法对其进行解耦分析,结果表明,X-、Y-轴之间具有正耦合关系,X-、Z-及Y-、Z-轴之间具有负耦合关系,且灵敏度系数随冲击速度线性变化。最后,将同步校准结果用于Z-轴方向力的测试,结果表明,相比于单轴校准,同步校准结果计算的力更接近于实测力,最大相对误差为1.73%。

聚丙烯汽车内饰材料低温多轴冲击性能的研究

采用不同乙烯–辛烯共聚物弹性体(POE)制备了满足-30℃低温多轴冲击测试标准的聚丙烯汽车内饰材料。多轴冲击测试和透射电镜表明:相对于密度高的POE,采用低密度的POE更能提高材料的抗冲击性能,同时弹性体在基体树脂中的分散尺寸较小,且分布均匀,有助于进一步提高材料的低温冲击韧性。

塑料多轴冲击标准与试验技术探讨

分析比较了ISO 6603-2和ASTM D3763中关于塑料多轴冲击试验方法的异同,着重讨论了这些标准在测试技术上的不同要求,探讨了试验机性能对试验结果的影响,并提出了对试验机测控系统软硬件设计的技术要求。

仪器化多轴冲击和简支梁冲击标准与试验技术的比较

分析比较了仪器化多轴冲击标准ISO 6603-2和简支梁冲击标准ISO 179-2的异同,着重讨论了这些标准在测试技术上的不同要求,探讨了试验机性能对试验结果的影响,并提出了对试验机测控系统软硬件设计的技术要求。提出实验人员要了解不同类型冲击试验标准的差异,在实际测试过程中根据具体测试目的选择合适的试验方法;测试数据的精确度、曲线的质量保障和测试标准有关,还和试验机的性能有关,要求实验人员熟知试验机的核心技术参数,同时了解所选测试标准对试验机的要求,选择满足测试需求的试验机。