论文部分内容阅读
本文基于有限元分析软件ANSYS 研究冲击载荷下石油测试管柱减振系统的动力学性质。在模拟过程中涉及几何非线性、材料非线性、状态非线性和动态加载等问题。本文在如下几个方面做了探讨: (1)建立新设计研制的减振器和以往现场用的减振器三维有限元模型,并在LS-DYNA 中进行仿真计算,讨论在冲击强度一定的条件下,三种不同主瓣频率的半正弦脉冲力对减振效果的影响,并比较两种减振器的减振效果。(2)对已建立的新型减振器模型,在冲击强度一定下,脉冲力主瓣频率为150HZ时分别改变弹簧刚度、橡胶Mooney-Rivlin 参数、橡胶和外套管的动摩擦系数、下接头质量进行有限元分析,并讨论减振效果。(3)对已建立的新型减振器模型,进行改变工况有限元分析。分别讨论改变脉冲力的冲击强度和冲击波形时对系统减振效果的影响。(4)采用均匀设计法,选取新型减振器的24 组不同结构参数,建立三维有限元分析模型,用LS-DYNA 计算减振系统的最大位移和最大地基扰动力分布情况,然后对最大位移和最大地基扰动力进行多元线性回归,得到最大位移和最大地基扰动力随7 个影响因素的拟合特性。(5)对西安213 所出产的长、短减振器和新型减振器进行输入、输出信号衰减实验,并进行减振系数比较。模拟工况以三种不同频率内的瞬态激振方式对减振器进行激励,实验结果表明新研制的减振器,其减振效果明显优于西安213 所研制的长、短减振器,尤其在中高频段更为明显。然后对新型减振器进行有限元分析,与实验结果比较。本文通过有限元分析结果讨论减振器的结构参数与减振性能指标的关系。不仅可以代替大量的实验,还能在理论上对减振器设计给出参考意见。