基于参数化有限元模型的爪弹簧优化设计

阐述了ANSYS软件First Order Optimization Method(FOOM)的基本原理。采用ANSYS parametric design language(APDL)对爪弹簧进行参数化建模,利用FOOM对其刚度及应力进行有限元优化分析,优化结果爪弹簧刚度提高约81%,最大Mises等效应力约降低54%。实践表明,有限元方法结合优化设计对选择结构方案具有显著效益。

脱接器弹簧爪大变形分析

脱接器是油田机采井重要的井下工具。以前对脱接器的研究大多集中在弹簧爪功能方面,而对弹簧爪的连接方面,即装配过程的研究较少。弹簧爪的装配过程是一个动态大变形过程,其应力分布和各部位变形随时间而变化,难以获得解析解。使用CAD/CAE/CAM一体化软件UG对弹簧爪的装配过程进行模拟,得到装配过程中每一时刻的应力分布和变形情况,对优化设计弹簧爪的结构具有指导意义。

爪式组合弹簧设计研究

用小变形叠加法对爪式组合弹簧进行了刚度分析,并用数据拟合方法得到了便于工程设计的简化变形计算公式。

提高热采封隔器重载弹簧爪释放成功率的有效措施

对热采封隔器重载弹簧爪机构在重载荷下释放成功率低的原因进行了深入分析，提出了相应的解决方法，即设计出自退式弹簧爪结构。通过建立新的物理模型，推导出具有普遍意义的作用系数Ｗ的函数式，并对各种控制参数的敏感性进行了分析，最终提出提高弹簧爪释放成功率的各种途径，并总结出确定各种参数的方法。

基于有限元法的脱接器弹簧爪片数优选

为避免脱接器弹簧爪在外力作用下因局部出现应力集中而发生破坏,基于有限元数值模拟方法进行了爪片数的优化。首先通过分析爪片在轴向载荷作用下的应力分布,得出满足弹簧爪轴向抗拉强度的有效爪片数;其次研究不同爪片数对弹簧爪对接时的失效影响,确定出最佳爪片数取值范围;再次结合实际加工,考虑奇数优先等原则,求解出最优爪片数为9,并基于此设计出优化的弹簧爪爪片根部结构;最后通过数值模拟,证明优化数据合理,应力及位移变化均满足工作要求,可以降低使用过程中的爪片折断率。

卡口电连接器的砂尘环境可靠性技术研究

砂尘试验是评估产品在飞散尘埃的大气中抵抗尘埃微粒渗透的能力。按照GJB 150的要求,开展卡口电连接器的吹尘和吹砂试验,并对试验前后各项相关参数的测试结果进行对比分析。结果表明,广泛应用的卡口电连接器在吹尘试验条件下容易进入砂尘,引起接触电阻、连接扭矩和外壳弹簧爪力等性能的恶化,特别是大芯数电连接器的外壳弹簧爪力容易引起失效,建议在以后的卡口电连接器检验中将外壳弹簧爪力纳入考核项目中。

罐笼安全承接装置在同煤集团公司的应用

通过对THT型罐笼安全承接装置的结构和特点的描述,介绍了此装置的应用情况及存在的问题。

可取式卡瓦封隔器解封机构优化分析

为了避免管柱内投捞测试仪器导致可取式卡瓦封隔器异常解封,提高其解封机构的可靠性,设计了一种新型液压解封机构,并对该机构的结构尺寸进行优化。通过建立实体模型,利用有限元方法对弹簧爪进行受力分析,从力学性能角度对可取式卡瓦封隔器解封机构的弹簧爪接触角度、长度及壁厚进行优化。模拟分析结果表明,在满足工具设计安全系数前提下,优化封隔器解封机构,弹簧爪接触角度为45°、弹簧爪长度为150mm、弹簧爪壁厚为7mm,提高了工具的设计效率,缩短了工具研发周期。解封机构的数值模拟分析方法为井下工具结构的优化设计提供了思路和技术手段。