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以弹塑性力学为理论基础，计算机有限元模拟为研究手段，对膨胀工具结构进行了模拟分析，完成了对膨胀工具作用原理的研究和结构的优化设计。将模拟结果与国外的实际膨胀作业和国内的试验结果进行了对比，得出以下结论：①膨胀套管在膨胀时与摩擦力和膨胀锥角有关；②高接触应力不利于润滑，且膨胀头与膨胀套管内壁的接触面易发生粘接，造成管体损坏；③API标准中，N80钢级套管膨胀幅度为20％时，最佳膨胀锥角α可取9．8°。