铝合金钻杆的动态特性及磨损机理分析

根据塔里木油田某井铝合金钻杆材料特点和实际磨损情况,运用有限元法分析了铝合金钻杆在地面旋转驱动时的涡动轨迹、涡动速度、轴向速度和加速度。将其与钢钻杆的动力学特性进行的比较结果表明,铝合金钻杆在接近井壁区域内大部分时间作向前涡动,且涡动速度较大,使得铝合金钻杆易产生划痕、压痕等损伤。这也解释了俄罗斯在使用铝合金钻杆中要求尽可能采用井下动力驱动的力学机制的原因。与钢质钻杆相比,铝合金钻杆的轴向加速度较大,但其轴向力及波动幅度较小。

海洋石油钻机井架动力特性分析

对在役海洋石油钻机井架进行了结构动力特性分析,并采用有限元法将钻机井架各杆件简化为空间梁单元,对钻机井架三维计算模型进行了离散,给出了模态分析和稳定性分析结果.分析结果表明:井架的2根前立柱是钻机井架承载能力的薄弱环节;低阶振型反映井架的整体振动形式,当井架达到临界载荷时,井架结构出现失稳现象.

考虑初始荷载影响下梁动力特性的有限元分析

从非线性弹性理论出发,应用Hamilton原理,给出了考虑初始弯曲和轴向应力影响的一般形式的单元刚度矩阵,建立了考虑初始荷载影响时梁动力分析的有限元方程,编制了电算程序。通过与解析解结果的比较,验证了有限元公式。讨论了初始荷载的类型、大小及结构自身刚度(惯性矩、惯性半径、跨度)等因素在考虑初始弯曲应力影响时对不同约束情况下梁动力特性的影响。结果表明:荷载初始弯曲应力的存在提高了梁的自振频率,这种影响与荷载的大小及结构自身的刚度有关。

载荷对石油钻机井架动力特性的影响分析

根据石油钻机井架的结构特点,采用有限元方法对井架结构进行有限元离散,主弦杆和斜横撑杆采用2种单元截面形状的空间梁单元模拟,建立了精细的井架有限元模型,共分析计算了8种工况下的井架动力特性。探讨了石油钻机井架的自重载荷,特别是大钩载荷产生的预应力对井架动力特性的影响,得出了一些有价值的结论。

钻井井架动力测试与综合性能评价

提出了根据动力特性试验识别井架的模态参数,运用优化算法修改动力有限元模型,进而评价钻井井架综合性能的方法。针对井架结构特点和激振形式,推导了模态参数识别公式,介绍了有限元模型动力修正的一阶搜索优化算法。利用瞬态刹车激励,对井架进行了现场动力测试,识别出前三阶固有频率和前二阶振型,分析了井架的实际运行状况。仅依据前二阶固有频率,应用一阶搜索的优化算法,对有限元模型进行了修正,该修正模型实现了对前三阶固有频率和应力特征的精确反演,能够用于进一步的静、动力分析和综合性能评价。为钻井过程中整套钻机系统的安全平稳运行提供了新的评价方法。

裂纹扩展过程中电磁谐振疲劳试验系统动态特性分析

电磁谐振疲劳裂纹扩展试验系统是一种工作在谐振状态下测试金属材料断裂特性的试验装置,要求在裂纹扩展过程中精确跟踪系统的固有频率和控制试验载荷,为达到这一目的,需要对裂纹扩展过程中系统的动态特性进行精确的分析。据此,建立3自由度有阻尼电磁谐振疲劳试验振动系统的数学模型,采用ANSYS有限元法计算CT紧凑拉伸试件的刚度,研究不同材料试件刚度、系统固有频率,试验载荷幅频曲线、共振振幅在裂纹扩展过程中的变化规律,并进行相关试验,试验结果表明:系统固有频率计算值与试验测量值之间的最大偏差为1.9 Hz;系统动态特性仿真结果与试验结果能够较好地吻合。该研究结果为电磁谐振式疲劳试验载荷的高精度控制提供了理论依据。

中承式钢筋混凝土拱桥自振特性分析与动力荷载试验

桥梁结构的自振特性是结构动力分析和抗震分析的重要参数。该文通过建立有限元模型进行模态分析和动荷载试验分析来获得中承式钢筋混凝土拱桥的计算和实测自振特性,并测得了桥梁的自振频率、振型和阻尼比,并对实桥测试结果和计算结果进行分析、比较,得到该桥在动力荷载下的实际工作状态,以此判断该桥整体结构的安全承载能力和使用条件。

轨道动力分析的有限元法

视扣件为纵、横方向无长度无质量的弹簧单元，建立起了轨道结构动力响应的有限元计算模型．分析了轨道结构纵、横方向在５００Ｈｚ频率范围内的位移响应．通过计算，表明轨道动力分析的有限元法是分析轨道结构动力特性的有效方法．

装载方案对某型运输机动态特性影响的研究

运输机在使用过程中,货物的装载方案是一个必须解决好的实际问题。货舱内货物质量与安放位置等会发生变化,货物质量分布对机体结构振动特性影响较大,不同的装载方案对飞机的动态特性影响不同。本文从运输机使用安全角度出发,基于结构动力学对不同装载条件下运输机振动特性进行了分析,最后以某航空兵团空运转场过程中不同装载方案为例,讨论了某航空兵团空运转场过程中不同装载方案对其飞行安全的影响,并提出了相应的装载改进方案。

塔式起重机动态特性方法研究进展

塔式起重机作为一种间歇式工作机械,研究其动态特性方法,可以更好的对其进行动态设计,提高塔机的耐用程度,改善其工作性能。文章阐述了动载系数法、有限元法、模态分析法、动态子结构的模态综合法、建立少自由度模型法和子空间迭代法6种塔机动态特性分析的主要方法,概述了其国内外应用研究进展,分析了各种研究方法的优势及存在的问题,展望了塔式起重机动态特性的研究方向。

螺纹钻压灌桩竖向抗拔承载特性研究

为深入研究螺纹钻压灌桩的抗拔承载特性,开展了3组现场竖向抗拔静载试验,建立了三维有限元模型,分析了抗拔承载力的影响因素,并建立基于灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法的数据分组处理方法(group method of data handling,GMDH)模型,对螺纹钻压灌桩抗拔承载力进行预测。结果表明:桩周岩土体物理力学性质越好,螺纹钻压灌桩的抗拔力越强;桩土界面参数对螺纹钻压灌桩抗拔力的影响较小;随着螺纹间距与螺牙宽度的不断增大,螺纹钻压灌桩抗拔承载力呈现先增大后减小的趋势;所建立的GWO-GMDH模型可用于螺纹钻压灌桩抗拔承载力预测。

冲击荷载作用的离散-连续耦合数值模拟

强夯、冲击碾压工法广泛应用于水库堤坝、港口等水利工程。目前,冲击荷载作用下,复杂的动力响应研究主要依据室内模型试验和工程经验,数值模拟研究较少。本文结合离散单元法和有限差分法的优点,建立了冲击荷载作用的离散-连续耦合数值模型。冲击荷载作用中心区域采用PFC2D中的滞回阻尼模型进行精细模拟,周围区域采用FLAC2D中的摩尔-库伦模型进行模拟。在离散模型中,得到离散颗粒作用于边界墙的合力与合弯矩,根据力的平衡原理,分配到连续模型边界节点上,同时考虑到耦合边界不能承受拉应力,进行二次调整,实现边界面应力的传递;并通过接收连续模型中边界节点的速度,来指定离散模型中边界墙的速度,实现边界面速度的传递。对比模型试验结果验证了冲击荷载耦合模拟的可行性,为今后堤坝、码头堆场等加固处理及动力稳定性分析提供一种新的研究手段。