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修井機作業平臺系統虛擬樣機設計及相關零件分析

            發布日期:2018-12-11 10:41:41                來源:石油修井機www.dafb.icu
修井機作業平臺系統虛擬樣機設計及相關零件分析
蒸汽驅注高溫不壓井作業是油田深層稠油開采技術中的一項重要增產技術,現已得到石油開采的高度重視。修井機作為石油機械中的重要設備,工況較為復雜。在工作過程中,各個系統都會產生動載荷,使得機構容易產生疲勞破壞。為保證系統可以安全可靠,需要在疲勞分析理論的基礎上,結合有限元軟件,對系統進行損傷估計與壽命分析。本文利用虛擬樣機仿真技術,對作業平臺系統、管柱接送系統、機械大臂起下系統、桁架支撐架建立參數化模型,并利用CAE軟件進行疲勞分析。詳細分析方案如下:(1)通過對作業平臺實際工況的分析,確定其在工作過程中,受到近似正弦載荷與白噪聲載荷的影響。結合經典疲勞理論,制定出符合此次分析的應力計算方法、應力組合方法、平均應力修正方法、存活率的概念。利用CAE軟件,分析其疲勞損傷。(2)根據管柱接送系統的作業特點,首先用經典力學理論創建系統的數學模型,建立液壓缸的驅動方程,輔助CAE分析。其次,對系統進行剛柔耦合建模,通過瞬態動力學分析得出系統的受力變形情況。接著,利用動力學結果結合nCode進行時域應力疲勞分析,得出系統的疲勞損傷,保證可靠性。后,建立夾持機械手模型,并進行靜力分析。(3)為配合接送系統完成整套的管柱移送,對大臂起下系統進行可靠性分析。首先對起下系統建立數學模型,利用ADAMS模擬出系統的特性曲線。其次利用Workbench并進行瞬態動力學分析,得出系統安全系數與“應力—時間”的關系曲線。后利用nCode進行時間步長應力疲勞分析,確定系統的可靠性。(4)分析桁架支撐架的可靠性,通過對支撐架進行諧響應分析得出梁節點的變形量與加速度隨頻率變化的曲線。利用nCode設置隨機振動激勵,對支撐架進行精確的振動疲勞分析。
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