多头等壁厚橡胶螺杆钻具定子有限元分析

利用三维设计软件,建立了常规螺杆钻具定子和等壁厚橡胶螺杆钻具定子的二维平面模型,在有限元分析软件环境下,进一步建立定子的有限元分析模型,并分析了定子橡胶衬套内表面在均匀压力作用下的应力、应变和位移的分布规律。结果表明,在相同压力下,等壁厚衬套比常规衬套有更好的抗形变能力;在相同的过盈量下,等壁厚衬套有更好的密封能力;在同等扭矩下,等壁厚定子的长度可以缩短,等壁厚橡胶衬套内表面相对位移变化小,使转子与定子间产生均匀的过盈,从而提高了螺杆钻具的工作性能。

金属定子与等壁厚橡胶定子有限元分析

金属定子与等壁厚橡胶定子螺杆泵作为一种最新的便捷式采油装备,其理论分析已经成熟,对定子加工工艺日益完善。通过三维软件分别建立金属定子与等壁厚橡胶定子的三维模型,用有限元软件对两种定子在均匀压力作用下的变形、应力及剪应变进行分析,来对比两种不同材料下的螺杆泵定子的性能。通过有限元分析结果表明金属定子比等壁厚橡胶定子具有更好的密封性、更均匀的受力分布、更小的应力变化和更小的剪切应变,同时采用有限元方法优化螺杆泵,提高螺杆泵的工作性能。

等壁厚螺杆钻具橡胶衬套设计分析和试验

等壁厚螺杆钻具橡胶衬套在受力受压情况下,其衬套材料的形态变化小,密封间隙小,单位长度下提供扭矩大,散热性能好,本文进一步改进成套式螺杆钻具橡胶衬套结构设计方案,将整体加工改为分层加工,既可以降低加工难度,也可以进一步提高等壁厚螺杆钻具性能。

高温含砂原油中等壁厚螺杆泵定子衬套磨损分析

为研究高温采油工况下螺杆泵定子衬套的磨损情况,将定子橡胶在高温含砂原油中进行摩擦学试验,测出橡胶的摩擦因数。运用有限元分析方法,对螺杆泵等壁厚定子橡胶衬套进行接触非线性计算,研究工作压差、过盈量以及摩擦因数等多因素对定子衬套磨损的影响。分析结果表明:在工作温度60℃、压差0.5MPa的工况下,橡胶衬套最大等效应力和等效应变出现在定子衬套外侧,最大等效应力和等效应变随着过盈量和摩擦因数的增大而增大,摩擦因数对定子橡胶衬套的磨损影响相对较小,选择合适的过盈量有助于减小磨损,提高效率。

橡胶摩擦与磨耗关系的统一物理概念(三)在橡胶磨耗中产生磨纹和磨纹增长的动力学分析

第二部分通过实验揭示了粘滑运动和磨纹形成与橡胶磨耗之间密不可分的关系。然而,关于磨纹形成的许多问题尚未得到解答。例如,为什么在整个磨耗过程中橡胶表面总是形成周期性磨纹?为什么磨纹底部(龟裂)会沿着滑块的滑动方向向前发展?此外,为什么龟裂只略微深及橡胶表面(约15度)?本文作者从动力学和断裂力学的角度讨论了上述问题。在初始微裂纹形成的过程中,在粘滑运动的粘滑阶段,于滑块前部产生的滑块尖端与橡胶壁之间形成的几何条件为微龟裂产生旋转力,其作用是改变微裂纹的增长方向,使微裂纹与橡胶表面形成较小的角度。在磨纹增长过程中,滑块通过凸纹时产生的旋转力会使凸纹弯曲并导致凸纹底部开裂,从而导致凸纹以较低的角度稳定地增长到橡胶表面。

多壁碳纳米管/天然橡胶复合材料压阻传感特性实验分析及理论预测

为实现对隔震支座工作性能的有效监测,采用开炼法制备了多壁碳纳米管(MWCNT)/天然橡胶(NR)复合材料,研究了该复合材料在恒应变和间歇加载下的电阻-应变响应行为。结果表明:MWCNT/NR复合材料电阻-应变响应稳定性、重复性、单调性、对称性及“肩峰”效应依赖恒应变载荷;随着间歇时间的增加电阻变化幅值趋于稳定,所建立的理论模型能有效预测该幅值变化。不同脱层形式下MWCNT/NR复合材料表现出不同的压阻行为,采用Digimat和Workbench解释了其响应机制。基于MWCNT导电网络和橡胶材料黏弹性,一个能够完整表征和预测循环电阻-应变响应的数学模型被提出和验证,模型拟合结果与实验结果高度吻合,为实现MWCNT/NR复合材料的工业应用奠定理论基础。