在求出弹性梁单元刚度矩阵的基础上 ,利用计算力学和有限元法的知识 ,对分布载荷作用下的简支梁进行了分析。通过一具体实例的计算得出有限元分析结果 ,并将其与用有限元分析软件Ansys所得的结果和用材料力学计算得出的结果进行对比 ,验证其正确性

针对柔性钻杆球面密封存在O形圈密封困难的问题,设计了一种适用于该钻杆的球面密封结构,并利用有限元软件建立了该密封结构的三维有限元模型,分析了不同工况下异形密封圈最大Von Mises应力的变化关系,以及密封面接触应力与平均接触应力对球面密封的影响规律。研究结果表明:随着压缩率、密封面宽度以及内外压差的增大,密封圈最大Von Mises应力出现在其内部靠外压一侧,呈逐渐增大的趋势,且均小于材料屈服强度;密封面接触应力呈先减小后增大的变化趋势,且密封面平均接触应力与两端接触应力均大于被密封流体压力,实现了良好的密封效果。所得结果可为柔性钻杆球面密封结构设计提供一定的科学依据。

为了提高井控半封闸板防喷器(blowout preventer,BOP)安全性能,对现役的半封闸板防喷器进行了失效分析及密封性能评价,完成了闸板体的表征测试以及材料拉伸和冲击试验,通过溢流关井时半封闸板受力分析,基于闸板体材料应力应变测试数据,建立了全尺寸半封闸板防喷器模型,在井下高压流体和油缸压力复合载荷下对闸板体和密封胶芯的力学性能进行了仿真研究。结果表明:当油缸压力超过9.4 MPa,闸板本体的凹槽根部刚好进入屈服变形,最大等效应力发生在闸板本体的凹槽根部,导致闸板体过早断裂失效。胶芯与闸板上端接触区域的应力集中最为明显,可见由于复合载荷的作用,胶芯上部受到挤压作用,产生严重变形,进而失去密封能力。最后提出了减小闸板应力集中的措施。研究成果为溢流情况下半封闸板防喷器的安全操作提供指导依据。

为掌握某在役海洋修井机井架的实际承载能力和剩余寿命情况,结合ANSYS APDL命令流和井架承载能力评估方法,建立井架承载能力可视化有限元模型;利用等效截面法建立含缺陷井架模型,分析腐蚀、杆件初弯曲、应力集中3种缺陷对井架承载能力的影响;通过加载应力测试结果对模型进行验证,并在此基础上提出基于年腐蚀率的井架剩余寿命预测方法。结果表明:采用无缺陷井架模型分析井架实际承载能力存在较大误差,不能准确反映井架的实际受力和变形情况;含

酸化压裂或注水管柱在施工时管柱会缩短,因此必须在管柱中安装锚定装置。常用的伸缩管、水力锚和上提解封的液压油管锚在使用时有各种缺点。基于此需求,设计了投球解封式液压油管锚,有效克服管柱的伸缩。经锚定力试验合格,达到了设计要求。

尽管国内已经研发出针对于连续油管落鱼的打捞工具,但是在井深较深时或者是在水平井中,由于入井管柱的屈曲,导致管柱上部地压力难以传递到底部,从而使得落鱼抓卡失败。为了应对水平井和深井连续油管落鱼打捞的问题,研制出一套利用液压来更好的抓卡的液压式落鱼打捞矛和打捞筒,该套工具结构简单合理,稳定可靠。通过流动分析,计算了合适的排量。经过实验测试取得了良好的效果,能够有效提升打捞作业效率。

在日常生活中垃圾量相对较多,垃圾桶需求量大,但目前市面上的垃圾桶结构简单、功能单一、形式单调,无法满足人们更多的需求。基于此,设计一款新型多功能智能垃圾桶。该垃圾桶可实现箱盖自动开启与闭合,垃圾达到一定高度时通过桶内内设机构对垃圾进行自动压缩,有效地提高了垃圾桶的空间利用率。通过Solid Works三维建模得到简单高效的机构设计,经ANSYS等工程软件分析,验证了其机构设计的合理与实用性,实现预期设计目标。