几何缺陷对套管抗挤强度影响的有限元分析

随着不圆度和壁厚不均度的增加 ,套管的临界挤毁压力逐渐减少 ,并且不圆度对套管抗挤强度影响较大。一般情况下 ,石油套管同时存在着不圆度和壁厚不均度等初始几何缺陷 ,这些制造缺陷的存在势必降低套管的抗挤毁性能。APIBul 5C3给出了抗挤强度的计算公式 ,但仅仅提供了管材屈服强度、管径、壁厚等基本输入参量 ,而未考虑管体不圆度和壁厚不均度等初始几何缺陷的影响。实践证明 ,不圆度和壁厚不均度对套管抗挤强度的影响是相当可观的。文章运用有限元法详细研究了初始不圆度和壁厚不均度对套管抗挤强度的影响规律 。

油套管抗挤毁性能的有限元分析

运用有限单元分析方法详细考察了承受均匀外压力的样本油套管在不同椭圆度、不同壁厚不均（或称偏心度）、以及不同椭圆度和壁厚不均组合等初始几何缺陷的情况下的应力变化及其分布，并作出相应的初始几何缺陷与应力变化的曲线．

初始缺陷对除尘器壳体立柱轴压稳定性的影响

为考虑除尘装备壳体加劲钢板墙板-H型钢立柱结构体系中初始缺陷的影响,采用非线性有限元方法,研究初始几何缺陷和焊接缺陷对立柱承受轴向压力时失稳模态和稳定承载力的影响。研究结果表明:较为不利的初始几何缺陷形态是立柱截面的初始弯扭变形,较为不利的发生最大初始几何变形的位置在靠近柱顶的高轴力区。焊接残余变形对壳体立柱轴压稳定性影响很小,焊接残余应力对壳体立柱稳定性有微小的有利影响。构建壳体立柱轴压稳定性数值计算模型时,可以引入施加定向干扰的完善结构极值点模态缺陷,以充分考虑初始几何缺陷影响;无需考虑焊接残余应力影响。

转动壳体外压屈曲的有限元分析

由于转动离心力的影响,壳体的屈曲临界压力随转速的提高而升高。本文推导了转动壳体线性屈曲的有限元公式,并用DMAP语言编制相应的程序修改MSC/NASTRAN的解题步骤考虑离心力完成了分析。还利用MSC/NASTRAN的几何非线性分析功能完成了有初始几何缺陷转动壳体的有限元分析,计算后屈曲的载荷—变形曲线,得出不同转速下的缺陷敏感度曲线。

电除尘器壳体的整体承载性能分析

研究电除尘器壳体结构的空间整体承载性能。用有限元方法进行壳体结构的特征值屈曲分析。根据壳体的施工和使用过程,考虑加载路径的影响,分三步施加荷载,进行完善壳体的承载能力非线性分析。将特征值屈曲模态和完善壳体结构的非线性极值点变形模态作为初始缺陷模态,进行带缺陷壳体的承载力非线性分析。特征值屈曲分析表明,结构的前60阶屈曲模态均为发生在立柱连接腹板、墙板和顶板的局部屈曲。完善壳体的非线性分析表明,结构的破坏主要由隔宽柱的弹塑性局部屈曲引起。带缺陷壳体的非线性分析表明,壳体对中间隔宽柱连接腹板上多处局部初始几何缺陷最为敏感,可使其承载力严重降低。电除尘器壳体的空间整体刚度较大,不会出现整体失稳破坏。壳体的失效是源于单个构件的破坏。单个构件失效后,壳体内不会发生内力重分布。工程中现行的平面分析设计方法是合理可行的。

电除尘器壳体墙板-立柱结构体系缺陷敏感性研究

电除尘器是用于消除大气烟尘的重要环保设备,壳体是其中最重要的工艺部分。壳体墙板为加劲钢板,与立柱连续焊接连接,组成共同承载的结构体系。壳体承受的横向荷载为负压与风荷载,作用在墙板上,壳体承受的竖向荷载主要作用在立柱上。墙板的初始缺陷会影响立柱的承载能力。该文通过非线性有限元方法,研究不同缺陷幅值时,完善结构极值点变形缺陷模态、完善结构非线性分岔点变形缺陷模态、特征值屈曲缺陷模态、墙板正弦波形缺陷模态以及墙板安装过程中的焊接收缩残余变形与残余应力对立柱承载力的影响。当缺陷幅值一定时,各种初始几何缺陷形式中,以完善结构的极值点变形缺陷模态为最不利。墙板安装过程中的焊接收缩引起的残余应力对于立柱承载是有利的,但是提高承载力很小。随着焊接收缩量的增大,残余应力值增大,同时考虑残余应力和残余变形影响得到的立柱承载力比仅考虑残余变形得到的承载力的增加量变大。

基于纵横弯曲有限元法的套管扶正器安放计算

套管扶正器的安放问题一直以来都是石油作业的主要问题之一.基于纵横弯曲理论,考虑轴向载荷对梁弯曲变形的影响,将套管离散成BEAM188梁单元,进行几何非线性有限元分析.通过水平段、斜直段、曲率段算例与解析解对比,验证了有限元法的准确性.对某一水平井进行了有限元计算,结果表明:共安放60个扶正器,套管弯曲变形小于许可偏心距,满足工程要求.