文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
应用CAE软件分析计算钻机井架静应力
姓名:张波
申请学位级别:硕士
专业:机械工程
指导教师:龚俊;席锐
20050501
翩瑁喊菅匪≠乒教摘要关键词:砑论文类型:设计计算研究生┟:井架静力分析有限元荷“F涓思啵芰褪褂霉た龈丛樱云浣杏邢拊=峁狗治鍪蔷苌杓浦械闹要环节,对井架的计算水平是评价钻机设计能力的重要依据。K孀盼页ё昊嘈偷不断扩充和生产规模的不断加大,钻机井架的分析计算越来越成为我厂一项重要的设计任务。传统的计算井架的方法相当繁琐,并且计算时间长,计算误差大。为了找到一种快速准确的井架计算方法,我厂引进了分析计算软件紫瑞呒栋鎂。,其主要过程是:;确定井架所承受的载荷和约束:通过施加载荷、施加约束、网格剖分、分析计算,对井架在起升工况、钻井工况、无立根无钩载工况、满立根无钩载工况下进行有限元静力分析;分析结果后处理,通过查该有限元分析计算方法步骤严谨,计算准确,简化了计算过程,节省了大量的人力、物力和时间。该方法的熟练掌握将显著提高井架设计的安全性与合理性,为我厂今后钻机、修井机等新产品的开发提供一种快速有效的新途径。井架是石油钻机的重要组成部分,主要承受起下钻、下套管及其它作业产生的载限元静力分析。看后处理图像或列表,对井架进行静强度校核。
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第一章绪论国内关于井架计算的现状来,由于电子计算机的广泛应用以及有限元分析软件的出现,使井架的计算逐步趋于格法为数学基础发展起来的一个软件行业。目前在国内有限元法应用最为广泛,在这里主要介绍有限元类软件在国内的应用。作为世纪中期兴起的技术手段,有限元技术随着计算机技术的迅猛发展,得到了飞速的发展和广泛的应用。基于有限元技术,已经在国际上形成了数百亿规模的市场。目前,国内使用的有限元分析软件主要以从龋渌恍┗⒉僮骷虮慵岸硬件要求低等特点,在从事结构分析的科技工作者中享有盛誉。铁道,建筑和压力容器方面应用较多。尽管目前逊⒄沽撕芏喟姹荆涫邓素,如立方体、圆柱体、球体和圆锥台等,只要输入与这些体素相关的关键尺寸便可以直接生成它们的实体模型。利用跃芙杏邢拊7治觯梢缘玫礁鞴辜利用安问杓朴镅等高级分析技术作出进一步的分析比较。随着有限元技术的发展,国内原有的有限元应用体系正在发生着深刻的变化。早在上世纪年代初期,国内就已经形成了一批以高校和研究院所为重点的有限元技术研究、开发、应用体系。国内的学者相继开发了多套有限元程序,例如大连理工的⒅X机械研究所的紫瑞、北京农机学院的有限元分析系统等,在国内产生了妥先餋是国内比较著名的砑是中国具有自主版权的大型通用有限元分析和优化设计软件。它是在大连理工大学工程力学研究所研制多层子结构分析软件⑽⒒邢拊7治鋈砑﨑—⒓扑慊ㄖ峁褂呕砑哂蠾环境下全新的图形交互式操作环境,是新一代的有限元分析在石油钻采设备中,如钻井井架、修井井架等均属典型的由细长杆件组成的空间杆系结构口9コ30丫芗蚧F矫骅旒芾醇扑悖扑懔看螅蟛钜埠艽蟆=简便、准确。要了解国内关于井架计算的现状,必须先对计算机辅助工程分析饕J且杂邢拊7ā⒂邢薏罘址ā⒂邢尢寤约拔尥国外引进为主,如甆、甈、甈、和等大型软件虽然功能强大,但是价格昂贵,对计算机硬件要求高。相比之下,邢拊7治鋈砑芄煌瓿啥辔锢沓》治觯谖夜τ眉9惴撼啊S绕湓们核一募扑悴糠直浠淮螅皇悄?樵嚼丛蕉唷T贏中提供了很多类型的体的应力、应变及发生的位移,但要想知道各构件的应力是否满足安全性要求,还需要然∩戏⒄沟募苫砑低场与优化设计软件,具有自己特色的强大功能:方便灵活的有限元模型化功能,多层子有所认识。一定的影响。
构优化设计功能——特别是结构优化和动态性能优化疦碌耐夹谓有限元法的基本理论‘大规模计算能力——数万节点规模的大型结构强度分析和接触应力计算。适用于机结构方法,三维多体弹塑性接触分析,大型组合结构稳定性计算,多功能实用化的结互与视算一体化环境,与傻挠邢拊=<笆萑远桑⒒系紫瑞砑捌溆τ霉探诤竺嫦晗覆觥有限元法是一种获得工程问题近似解的数值方法。三十多年来,它的应用范围己从杆、梁类结构扩展到弹性力学平面问题、空间问题、板壳问题;由静力平衡问题扩展到动力问题、波动问题和稳定问题。分析的对象从弹性材料扩展到粘弹性、塑性、在工程实际中的作用从分析与校核扩展到优化设计,并与计算机辅助设计、计算机辅有限元分析方法主要有以下几个步骤:P徒⒑徒峁估肷⒒所建立的模型应能基本反映设备的真实受力状态,分析计算结果能满足于工程需要;模型考虑因素应尽量少