高温取样控制器的研制与应用

为满足180℃以上井下高压物性取样控制需要,提高井下高压物性取样的时效性和成功率,研制了一种新型的高压物性取样控制器。该控制器可以通过测井电缆送入实现实时控制取样;也可以通过连续油管、钢丝等送入,通过运动状态编码主动控制取样。通过多套工具串联,一次入井能够完成不同深度、不同时间的取样任务。经某井的实验性应用,验证了取样控制器电缆送入实时控制取样功能和钢丝送入运动状态编码控制取样功能,取得良好效果。该取样控制器满足200℃、103 MPa,以及H 2S环境的取样控制需要,能够控制多种类型的取样器,提高了取样技术的可控性和适用性,为降低海上高温井下取样成本、满足海上高温井下取样作业需求提供了技术保证。

圆盘冲击劈裂试验中岩石拉伸弹性模量的求解算法

提出圆盘冲击劈裂试验中求解岩石拉伸弹性模量的解析算法。结合圆盘对心受力的理论弹性解和实际试验过程中方便测量的物理参数,基于微积分原理,得到岩石拉伸弹性模量和垂直加载方向上总位移变形量之间的定量关系式。在此基础上,考察试样中心平行加载方向和垂直加载方向位移量之间的关系,认为两者之间存在线性关系,可以用比例函数进行表示。最后,结合SHPB冲击劈裂试验原理,通过测量得到平行加载方向位移,利用得到的比例函数进行换算,代入到拉伸模量和垂直加载方向上总位移变形量之间的定量关系式中,进而得到圆盘冲击劈裂试验中岩石拉伸模量的求解公式。该式包含冲击加载力、试样直径、试样厚度、岩石泊松比和试样中心平行加载方向上总位移变形量5个物理量,意义明确,运用简便,为求解圆盘劈裂试验拉伸弹性模量提供了一种新的方法。

设计直动从动件盘形凸轮的新方法

提出了一种利用凸轮与从动件相对运动设计凸轮的新方法 (简称相对运动法 ) .该方法利用凸轮与从动件的相对速度确定盘形凸轮的压力角和轮廓 ,相对加速度确定凸轮曲率半径 .基于从动件和支承绕凸轮轴线反转的模型 ,将从动件滚子轴线对凸轮的相对速度和相对加速度转变为绝对速度和绝对加速度 ,应用矢量法和从动件坐标系中的分量表达法 ,导出了滚子摆杆盘形凸轮机构的凸轮压力角 ,轮廓线方程和曲率半径的解析表达式 ,并通过 CAD方法给出了设计实例 .

圆盘涡轮式搅拌槽内的压力场分布研究

利用计算流体力学方法对圆盘涡轮式搅拌槽内搅拌过程的压力场进行了计算模拟,并将模拟结果与文献数据对比,结果发现模拟得到的速度结果与文献数据一致,搅拌过程产生的负压存在于桨叶附近。测压试验表明,对于桨叶外部的流体,搅拌负压在叶端出口处最大,离桨叶叶端越近,负压越大;搅拌负压随转速成指数函数关系增大,其中在600 r/m in左右的转速下,在距桨叶叶端径向距离3 mm处能够达到自吸状态。最后建议将通气口安装于桨区出口靠近桨叶处,这样能降低进气压力,从而降低成本。

基于ADAMS和ANSYS Workbench的多盘制动器弹子加压装置协同仿真研究

结合虚拟样机技术和有限元分析技术,利用Pro/E、ADAMS以及ANSYS Workbench软件,建立多盘制动器弹子加压装置实体模型,对弹子加压装置进行动力学仿真,并对简化后模型进行有限元分析。根据在ADAMS软件中加压装置的运动仿真,得到制动弹子与弹子盘的接触受力情况,同时在ANSYS Workbench软件中对加压装置进行接触应力、应变分析,并结合Hertz接触理论计算加压装置Hertz接触模型的变形量大小。从分析结果中得出,Hertz接触理论并不完全适用于弹子加压装置的接触问题;由于受力较大,弹子槽与弹子接触表面易发生应力集中现象,反复加压会导致弹子槽磨损严重,发生磨损失效的现象,严重影响其加压效率和制动力的传递以及使用寿命。这为弹子槽表面强化工艺提供了理论依据。

弹子加压装置接触状态有限元分析

针对弹子加压装置,采用ANSYS软件对弹子与弹子槽的接触状态进行了有限元仿真分析.有限元仿真计算结果与试验结果均表明:当载荷达到40 kN时,最大接触变形可达40μm,弹子盘的最大接触应力为1.4GPa,弹子的最大接触应力为1.32 GPa,均在弹性范围内.对于弹子与弹子盘的接触,采用经典的赫兹接触模型的计算结果与有限元仿真计算结果和实测结果存在较大的偏差,说明经典赫兹接触模型并不适用于弹子和弹子槽的接触分析,应对其进行修正.

基于Creo Parametric和MATLAB的盘形凸轮机构的设计和分析

以偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构为研究对象,根据凸轮从动件的运动规律及理论计算公式,提出一种基于Creo Parametric进行凸轮机构的轮廓曲线设计、建模、装配及运动学分析的方法,并结合MATLAB强大的计算功能绘制压力角随转角的变化曲线,为判断凸轮机构的设计是否具有合理的结构尺寸和良好的运动、力学性能提供了一种新的思路。这种方法具有精度高、快捷、便利的特点。

直动从动件盘形凸轮机构中凸轮的基本尺寸确定方法

本文以从动件运动规律具有外凸、可微形状的ds/dφ曲线为例,分析了在不同条件下确定凸轮基本尺寸的解析方法,给出了简单可行的计算公式和电算框图,这种方法可推广到具有其它运动规律的凸轮机构中去,为该种凸轮机构的设计提供了理论依据。