油田钢丝网套金属纤维筛管的研制与应用

针对现场应用防砂筛管存在的不足,研制了设计合理、结构新颖的钢丝网套金属纤维筛管,具有滤砂性能好、抗拉强度大,防砂有效期长,施工方便等优点,特别适用稠油及特稠油防砂后注汽开采。现场应用72井次,防砂效果显著,实现了稠油细粉砂防治技术突破。

航天管路系统网套金属软管试验研究与数值计算

针对广泛应用于航天管路系统中的金属软管静力学特性,使用试验方法和有限元仿真方法对其进行研究。对软管进行了无内压和内压0.5 MPa状态下的轴向拉压刚度试验、横向弯曲刚度试验,试验结果表明,金属软管轴向拉压刚度、横向弯曲刚度具有非线性特性,且其力学特性与内压状态有关。根据软管中网套的非线性轴向力-位移关系,在有限元仿真软件中建立了一种基于非线性弹簧系统的等效模型。数值结果表明,该模型中的分配系数Ca取0.95时,仿真结果与试验结果一致性较好。该模型能够有效复现金属软管静力学变形的非线性特性,为进一步静动力学分析提供参考。

金属软管轴向静刚度特性试验研究

针对目前对航天管路系统金属软管静刚度特性认识有限的问题,对金属软管开展了轴向刚度试验研究。通过设计轴向刚度试验,考虑了无内压状态和充压0.5 MPa状态下的拉伸、压缩工况,获得了2种不同规格的金属软管试验件的刚度曲线。试验结果表明,软管的轴向刚度表现出了高度非线性,在低刚度阶段两试件的刚度分别为56.82 N/mm和167.13 N/mm,在高刚度阶段两试件的刚度则分别大于3724.62 N/mm和4014.14 N/mm。使用数字图像法,获取了轴向拉伸时网套的编织角变化及外径变化信息,分析了几何非线性和边界非线性因素对软管刚度的影响,提出了基于接触的金属软管非线性力学行为解释。使用有限元仿真方法,对金属软管轴向拉伸过程中的刚度非线性变化进行了复现,验证了基于接触的金属软管非线性力学行为解释的可靠性。为金属软管刚度非线性的进一步分析提供参考。

波纹金属软管应用布局及偏差补偿设计

针对管路系统中钢丝网套波纹金属软管因结构布局设计不当而引发调节误差失效、承压失效、结构性失效等问题,结合软管结构特性,从规避结构应力失效角度提出了软管应用布局、变向、自由度及安装方向设计方法;以软管安装端的宜量化装配偏差为基准,提出了一种软管长度设计方法,通过软管轴向及径向安装误差补偿,进行软管建模设计与实际生产尺寸设计,使软管受力自由态最大化,以减小安装应力,提高其使用寿命。

金属软管泄漏原因分析与预防

某核电设备上使用的金属软管在1年内发生泄漏。采用扫描电镜、光学显微镜、显微硬度计等仪器对泄漏的金属软管进行了宏观和微观检验、硬度检测及化学成分分析。结果表明,金属软管的泄漏是由钢丝网套与波纹管发生摩擦引起的机械损伤导致的。同时,提出了相应的预防措施。

输送管与机架联合静态有限元分析研究

采用有限元分析方法对带钢丝网套补偿器输送管与机架模型进行了静态联合仿真计算,对钢丝网套补偿器将多层波纹管等效为单层,并使用U-Joint连接单元模拟网套的功能。通过与输送管位移/转角—支反力/力矩试验数据进行比对,计算偏差在30%左右,表明了仿真模型的准确性。获得了输送管与发动机泵前阀连接部位的力与力矩和整体模型结果中应力分布及位移变化情况。