【摘 要】
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为了研究膨胀工具锥角对套管膨胀后环向残余应力分布的影响,采用有限元分析方法对常见的5°～11°锥角下Φ139.7 mm×8.5 mm的套管膨胀过程进行了非线性数值分析,得到不同锥角下整个套管膨胀后环向残余应力在套管轴向、周向和壁厚方向的分布规律.结果 表明,套管膨胀后环向残余应力在套管轴向和圆周方向上分布不均匀,其数值呈波动趋势,波动幅度可达100 MPa左右,且波动幅度随工具锥角的增大而减小.无论膨胀工具锥角如何变化,套管内壁至套管厚度中间的单元层始终受到残余拉应力,套管外壁及靠近外壁的单元层始终受到残
【机 构】
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西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065;长庆油田分公司第三采气厂,陕西西安710018
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为了研究膨胀工具锥角对套管膨胀后环向残余应力分布的影响,采用有限元分析方法对常见的5°～11°锥角下Φ139.7 mm×8.5 mm的套管膨胀过程进行了非线性数值分析,得到不同锥角下整个套管膨胀后环向残余应力在套管轴向、周向和壁厚方向的分布规律.结果 表明,套管膨胀后环向残余应力在套管轴向和圆周方向上分布不均匀,其数值呈波动趋势,波动幅度可达100 MPa左右,且波动幅度随工具锥角的增大而减小.无论膨胀工具锥角如何变化,套管内壁至套管厚度中间的单元层始终受到残余拉应力,套管外壁及靠近外壁的单元层始终受到残余压应力,残余拉应力和残余压应力在壁厚厚度上所占比例分别约为75％和25％,且残余拉应力最大值位于套管壁厚中间部位,残余压应力最大值位于套管外壁.锥角变化对环向残余应力的大小有一定影响,当锥角从5°增加到11°时,残余拉应力和压应力最大值均上升,增加幅度分别约为套管材料屈服强度的3.4％和5.1％.
其他文献
利用金属材料的电致塑性效应,以1.5 GPa级高强度钢为研究对象,在板材Ⅴ形弯曲成形过程中引入脉冲电流,分析模具结构及电辅助弯曲工艺对Ⅴ形弯曲回弹的影响.结果 表明:脉冲电流对1.5 GPa级高强度钢板的Ⅴ形弯曲回弹起到了明显抑制作用,回弹角大幅度降低,并且电流沿板料长度方向施加比沿厚度方向施加作用更显著.弯曲后保持通电的比先通电保持后弯曲能更好地抑制回弹的产生.随着电流密度、通电时间以及频率的增加,回弹角逐渐减小;经过脉冲电流成形后,板料表面质量良好,回弹减小,其变形区硬度有所提高.
为了降低失效热锻模修复成本、提高修复效率,基于ABB工业关节机器人,开发了电孤熔丝焊锻复合增材再制造算法和装备,并用曲轴热锻模具进行再制造修复,以验证算法和装备的有效性.首先,提出增材制造目标模型的分层切片、截面复合填充算法;随后,提出满足增材再制造工艺所需的关节机器人TCP姿态控制算法,以达到控制焊枪与焊接路径夹角的目的 ,从而提高焊接成形质量;最后,选用失效曲轴热锻模进行了修复实验.结果 表明,相较于人工修复,采用该工艺可大幅节约焊接材料并显著降低修复时间.人工修复和自动修复后的热锻模在相同条件下服役
针对整体式自润滑关节轴承传统挤压装配中出现的成形过程不可控和衬垫易损伤问题,为了提升成品率,研究了一种三轮旋压装配成形工艺过程,分析了不同工艺参数在装配成形中的影响规律并确定合适的参数,以便后期快速设置和确定优化方案.利用ABAQUS有限元软件对旋压装配成形过程进行模拟,分析了不同旋压行程下外圈成形及衬垫受压状态以及不同工艺参数下外圈应力应变和旋压力变化规律.结果 表明:旋压可以成功对整体式自润滑关节轴承进行装配成形,当旋压行程在8.91～9.31 mm范围内,衬垫与内圈外表面贴合良好,未产生过压;当进给
为获取2A16铝合金板料在复杂加载条件下的材料性能,设计了一种臂上开缝、中心带槽的十字形试样并开展双向拉伸试验,研究了2A16铝合金板材在双向加载时的材料力学性能.建立有限元分析模型,基于ABAQUS软件对十字形试样的双向拉伸过程进行数值模拟.同时,利用板材双向拉伸试验机在X、Y两轴拉伸比分别为3∶3、3∶2、3∶1、1∶3和2∶3共5组条件下开展双向拉伸试验,并采用光学数字化散斑技术测量应变值.结果 表明,数值模拟与试验有较好的一致性,改变两轴拉伸比对试样破裂位置及应变值具有显著影响,最终得到2A16铝
为探究异形箱体在成形过程中加热次数对材料的影响,以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr大塑性变形稀土镁合金为原料,进行杯形件单道次和等温多道次成形试验,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪和万能材料试验机等检测手段分析各个变形过程中合金微观组织和力学性能的变化.结果 表明:经过单道次成形的杯形件晶粒尺寸较小且LPSO相分布均匀,对位错运动起到了较强的阻碍作用.且该合金的极限抗拉强度、拉伸屈服强度及伸长率都达到最大值,分别为272.64 MPa、160.03 MPa和8.3％,综合力学性能较高
研究了进料口高度h、U型型腔倾斜角α、倾斜角β、倾斜角θ和马蹄形型腔底角γ对模具出口处的流速均方差产生的影响.采用HyperXtrude模拟软件对不同型腔参数的U型模具进行连续挤压数值模拟,得到挤压过程中U型铜带的速度分布规律.结果 表明,金属在型腔中的流速是不均匀的,速度最大值出现在U型带两端的中部,最小值出现在U型圆弧部位.设计正交试验,得出各因素对流速均方差影响的先后顺序为:β＞α＞θ＞h＞γ,U型铜带模具结构的最佳优化方案为h=85 mm,α=24°,β=14°,θ=8°,γ=77°.对U型铜带进
通过OM、XRD、SEM和TEM等手段对3种不同成分和不同微观组织的Fe-Mn-Al-C系低密度钢拉伸变形行为进行了研究.结果 表明,实验条件下,热轧态γ+k+α、γ+α[和单相奥氏体γ低密度钢均呈现出韧性断裂特征,单相奥氏体低密度钢塑性最优,其伸长率为25％.由于双相γ+α[低密度钢变形时应变分布的不均匀性,导致其综合性能稍弱于三相γ+k+α和单相奥氏体γ低密度钢,其中γ+k+α低密度钢综合性能最优,强塑积为23.3 GPa·％.γ+k+α[低密度钢在拉伸变形后的组织中形变孪晶数量增多,孪晶作为一种亚晶
针对TC4钛合金超塑成形过程中的流变行为、表征及其应用进行了研究.首先,通过恒应变率高温拉伸试验获得TC4钛合金在高温下的流变行为,发现动态回复主要作用于低应变率的变形,动态再结晶主要作用于高应变率下的应力软化机制.此外,建立一套修正的本构模型用以表征材料的高温流变行为,预测值与试验值之间的平均相对误差为13.09％,证实该本构模型适应于表征钛合金超塑成形的应力-应变关系.最后,基于本构模型,结合ABAQUS有限元软件的CREEP蠕变子程序,考虑应变补偿的影响,开发了一种针对TC4钛合金高温超塑行为数值模
针对热轧过程中温度波动生产的带钢在冷轧过程变形抗力变化的问题,将变形抗力分为初始变形抗力和加工硬化量两个部分,建立变形抗力初始模型.将终轧温差、卷取温差、由温差引起的加工硬化量的变化量、标准热轧终轧温度、实际热轧终轧温度、标准热轧卷取温度以及实际热轧卷取温度等因素考虑在内,以多项式函数建立起热轧温度特性波动对冷轧变形抗力影响模型.结合压扁半径的轧制压力模型,建立优化目标函数,利用Powell优化算法通过大量现场生产数据反算出相关特征系数,最终得到冷轧来料的变形抗力.以此为理论依据,开发出轧制压力预报模型,
利用OM、SEM、TEM、拉伸试验和低温冲击试验对应变时效处理前后X90高强管线钢的微观组织特征、冲击断口形貌、拉伸性能、低温冲击性能以及应变时效行为进行了分析研究.结果 表明,X90高强管线钢对于应变时效作用较敏感,当时效温度≥200℃时,在保证防腐质量的前提下应缩短防腐时效时间(＜15 min)或采用其他更先进防腐方法可减弱时效作用的影响.随时效温度升高和时效时间延长,X90高强管线钢屈服强度、抗拉强度、屈强比、均匀伸长率总体呈现增大趋势,而断裂应变、低温冲击吸收总功、裂纹形成功和裂纹扩展功总体呈现减