基于非线性摩擦接触的两种索撑节点数值模拟

索撑节点是张弦结构中的重要部件,拉索的摩擦及节点水平夹角不但引起预应力的损失,而且和复杂受力等因素一起直接影响着节点的抗滑移性能,决定着结构整体可靠性。结合某80m张弦桁架工程,对两种常见的张弦结构索撑节点考虑非线性摩擦接触,利用ANSYS分析了摩擦系数与节点角度对预应力损失的影响,并在不同的螺栓预紧力作用下,分析节点的抗滑移性能,得到了螺栓预紧力与拉索摩擦应力及节点滑移距离的关系。分析结果表明:不同摩擦系数及预拉力作用下,两种节点的预应力损失率最大均不会超过3%;板式节点的最大摩擦应力比球式节点小45.4%,滑移距离比球式节点大50.8%,而摩擦力比球式节点大255%。

底部钻具组合的二重非线性有限元分析

本文将弯曲井眼中的底部钻具组合(英文名称为Bottom Hole Assembly，简称BHA)作为空间梁来处理，在考虑几何非线性因素的基础上，导出了相应的有限元切向刚度矩阵。然后，利用“施加”与“放松”约束的方法处理了钻柱与井壁之间的接触非线性问题，并且考虑了钻柱与井壁之间摩擦力的影响。在此基础上，建立了对大曲率弯曲井眼中的钻柱进行二重非线性有限元分析的基本方程，以及相应的牛顿－拉斐逊迭代求解技术。最后，通过数值算例和工程算例证明了本文方法的可靠性，所得结果为大曲率井眼轨迹控制提供了参考依据。