套管损坏井冲击整形时水泥环的损伤

针对套管损坏井冲击整形过程中水泥环发生损伤破坏这一情况，以冲击动力学和应力波传播理论为基础，建立了冲击整形的力学模型，较为准确地描述了水泥环中的应力分布情况，计算了冲击整形过程中水泥环及第一胶结面的损伤破坏长度。为修复井是否恢复生产或进一步采取相应的整改措施提供决策依据。     

套管-水泥环-地层完备系统力学模型解析解及有限元分析

基于多层组合厚壁圆筒理论,运用弹性力学理论,对套管-水泥环-地层完备系统力学模型计算公式进行了推导,利用有限元软件ANSYS对套管-水泥环-地层完备系统进行了数值模拟计算。研究结果表明,对于套管-水泥环-地层完备系统,其径向应力在套管-水泥环交界面和水泥环-地层交界面上是连续的,其周向应力和Mises应力在套管-水泥环交界面和水泥环-地层交界面上是不连续的;有限元计算结果与理论计算结果的相对误差较小,误差最大的不超过3%,这表明有限元计算结果是可信的,也说明有限元中相关参数和条件的设置较为合理。     

非均匀地应力作用下套管-水泥环组合体抗挤强度模型及优化

针对油田在开发过程中经常遇到流变性地层的流动导致大量的套管被挤坏的情况,推导了套管-水泥环组合体在非均匀载荷下的应力计算公式,并建立了套管-水泥环组合体强度模型。以套管内壁的有效应力和组合体工程造价为目标提出了流变性地层套管-水泥环组合体的优化设计方法,建立了3种类型的优化数学模型。研究了不同组合条件下的套管-水泥环组合体承受非均匀载荷的能力及其相对应的工程造价,优化的结果能够较好地指导套管-水泥环组合体的设计。     

地层与水泥环的材料性质对油气井井筒力学状态的影响规律

井筒的完整性是保证油气井安全生产的前提。地层与水泥环的材料性质会影响井筒的力学状态,但是目前相关研究资料并不多。通过建立地层-水泥环-套管的力学模型,应用弹性力学理论,推导在地应力场中井筒第一、二界面的接触压力。引入压力传递系数概念,分析了水泥环和地层的弹性模量、泊松比对套管与水泥环力学状态的影响规律。结果表明,具有较大弹性模量与泊松比的地层有利于降低井筒载荷。推荐固井选用高强度、低弹性模量、小泊松比的水泥浆体系来提高井筒完整性。该研究成果对基于材料性质提高井筒完整性具有一定的参考意义。     

重型车辆碾压下埋地X70管道力学响应

【目的】随着中国城镇化建设的不断推进,重型车辆通过埋地管道上方的情况日益增多,探究重型车辆碾压下埋地管道力学响应规律对保障油气管道安全运行具有重要意义。【方法】以埋地X70管道为研究对象,设计并开展车辆碾压管道室外实验,采用应变电测法获取管道响应数据,总结管道土压力和轴向应力的响应规律;使用ABAQUS软件建立土体-管道有限元仿真模型,采用非线性接触模型模拟管土相互作用,将车辆荷载简化为移动面源恒载,编写DLOAD子程序实现加载,按照实验工况进行仿真。【结果】所得管道附加轴向应力的仿真值与实验值偏差小,且土压力、轴向应力分布规律与试验结果相同,验证了管道土压力、轴向应力的响应规律;基于验证后的有限元模型,采用单一变量法,通过仿真探讨了车辆载重、车辆速度、管道直径、管道壁厚、填土高度与管道内压6种参数对管道轴向应力的影响规律。【结论】两侧履带正下方截面处管顶土压力和轴向应力均大于中心截面处,管底轴向应力小于中心截面处。增大管道直径、管道壁厚或填土高度均可减小车辆碾压引起的管道附加轴向应力,但改变车辆速度与管道内压对管道附加轴向应力无显著影响。研究所得埋地管道力学响应规律可为重型车辆碾压下...     

考虑非均匀地应力的热采井水泥环力学分析

在热采井稠油开采过程中,水泥环的密封完整性对于保障稠油高效开采十分关键,因此开展非均匀地应力状态下的热采井水泥环力学分析研究具有重要的实际意义.热采井水泥环在井下承受高温、高压、非均匀地应力等各种复杂情况,容易造成水泥环破坏而影响稠油正常开采.通过对热采井水泥环系统的力学分析,并考虑多因素的影响,建立了水泥环受力模型,结合实例计算分析了水泥环弹性模量、热膨胀系数、注汽温度、非均匀地应力等因素对水泥环强度的影响,对于热采井固井水泥浆性能设计和预防水泥环破坏具有重要的指导意义.     

地下储气库井筒水泥环的弹塑性分析

为了分析连续注采工况下地下储气库井筒水泥环的受力与变形规律,基于弹塑性力学的基本原理,以套管-水泥环-围岩组合体为研究对象,结合温度、孔隙压力及地层远场应力等影响因素,推导出注采工况下受内外压作用的水泥环的弹塑性应力和位移的解析解。实例计算表明:注气中水泥环会发生塑性变形,内外壁面径向接触应力随内压非线性增加;注采中的井筒温度和孔隙压力变化是影响水泥环受力的重要因素;水泥环弹性极限内压随温度的降低和孔隙压力的增大而增大;水泥环与套管、围岩的径向接触应力随温度的升高和孔隙压力的增大而增大。研究成果为优化储气库运行参数、控制"微环空"的产生提供了技术支持。     

抛物线拱型竹编水泥沼气池模型内力分析

针对目前在我国滇南一带开发推广的竹编水泥沼气池，在实地测试和实验室内测试研究的基础上，将实际的几何结构简化为一类抛物线拱型结构，以此力学模型来模拟实际结构．采用力法对赘余力进行严格的数学推导，并运用自编程序针对壁厚3cm的模型进行内力分析与计算，计算结果与圆弧拱型理论分析及实测结果一致，说明所建立的理论模型和力学分析计算正确、计算程序可靠；抛物线拱型的结构性能优于圆弧拱型。     

基于宽板拉伸的错边环焊缝应力集中试验与模拟

应力状态是环焊缝合于使用评价的关键因素,而错边会引起环焊缝结构的不连续性,导致焊缝所受应力状态发生变化。为了探讨含错边环焊缝在外加载荷下的力学行为以及应力分布情况,通过宽板拉伸试验对含错边的环焊缝应力集中现象进行研究,建立有限元模型对其进行验证,对比了BS 7910-2013《金属结构中缺陷验收评定方法导则》和GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》推荐方法所得的计算结果。研究表明:错边会导致明显的焊缝应力集中,BS 7910-2013计算得到的应力集中系数与宽板和有限元模拟得到的结果相比保守度较为合理。含错边管道环焊缝现场缺陷合于使用评价时,推荐采用BS 7910-2013对错边进行应力集中等效处理。     

油松根系力学性质有限元算法

[目的]研究油松根系力学性质。[方法]本文用线性强化塑性模型对油松单根的本构关系进行模拟,通过塑性力学折线理论的有限元算法自编计算程序,分别对油松根系的双曲线模型和线性强化模型的应变进行计算,并与实测应力应变曲线的相应值进行对比分析。[结果]证明了线性强化模型不仅简单易行,且计算值与实测值的误差小,比双曲线模型的误差率小1到2个数量级。[结论]塑性力学折线理论的有限元算法简单易操作,可自编有限元计算程序,无论是双曲线模型还是线性强化塑性模型,都可以用塑性力学折线理论进行求解,比经典的增量塑性力学有限元算法有很大优势。     

基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析

针对客车侧倾稳定性问题,建立了基于横向载荷转移七自由度动力学模型,并根据所获得实车试验数据验证了所构建模型的合理性.根据所构建的具有横向载荷转移七自由度动力学模型进行了不同车速下转向盘转角阶跃仿真,分析客车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响.仿真结果表明：客车后轮驱动轴为侧倾稳定性的危险车轴,当车速过高或前轮转角过大时,后轴首先离地.增大各轴轮距、降低簧上质量质心高度、提高客车悬架侧倾刚度,能够有效的提高客车的侧倾稳定性.     

刨花板界面结合强度的研究

建立起微观力学模型，可对刨花板界面结合情况进行分析，由有限元法分离出剪应力和正应力，从而论证了界面的破坏是由剪应力所致，结合薄弱处在受拉刨花受力一端的胶层界面处。     

水泥掺量对再生混合料力学及干缩性能影响

水泥掺量对水泥稳定冷再生沥青混合料的力学和干缩性能具有较大影响,其影响效果具有一定的规律性。通过制备3%~8%的5种不同水泥掺量水泥稳定冷再生沥青混合料试件,进行无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、抗压回弹模量试验及干缩性能试验。结果表明:随着水泥掺量的提高,试件的各项强度指标相应增加,说明水泥是再生混合料强度形成的主要因素。同时,试件干缩系数也随水泥掺量的提高而增加,说明水泥掺量较高的再生混合料,其干缩开裂敏感性也较高,即水泥稳定再生混合料应在保证一定强度前提下,减少水泥掺量以防后期干缩开裂。     

利用毛巾卷盐胁迫法快速评价棉花品种的耐盐性

以14个棉花品种（其中中棉44为耐盐对照）为试材,利用毛巾卷发芽法,在室内（室温20～30℃）条件下,分别用盐度0、0.30%、0.45%和0.60%的氯化钠溶液进行了胁迫培养,3 d后测定不同棉花品种的发芽率和芽长指标;并根据发芽率相对盐害率差异显著性分析结果,确定了棉花萌发期适宜的盐胁迫浓度,并在该浓度下分析比较了不同棉花品种在萌发期的耐盐性。结果表明：鉴定棉花萌发期耐盐性的适宜盐分浓度为0.6%。在该浓度水平下,08-73、衡棉1698、衡棉6号和衡优12耐盐性最强;无536、HD004、衡棉4号、HD006、08-489和冀棉958的耐盐性与CK相当,属于耐盐品种;08-936耐盐性较差;衡棉3号和衡棉187属不耐盐品种。毛巾卷盐胁迫法可以作为快速评价棉花萌发期耐盐性的简便方法之一。     

基于FEA方法的车辆悬架试验台弹性力学模型求解

考虑到整车质量、轴荷转移以及动载冲击,引入等效载荷作为悬架试验台载荷边界条件设置的基本依据,基于线弹性力学理论建立车辆悬架试验台应力应变场分析模型;提出以13节点空间单元作为网格划分的基本单元,采用有限元分析(FEA)求解该模型的数值方法.又在CATIA软件中实现该系统三维虚拟装配建模,进而在ANSYS/Workbench软件平台上得到该系统装配体强刚度分析结果.为悬架理论的实验验证提供了技术基础.     

基于神经网络与有限元法相结合的初始地应力场反演分析

目前,对于初始地应力场的测试主要采用现场直接量测法,而采用神经网络与有限元法相结合的反演分析法越来越成为了一种有效途径.结合广东第五抽水蓄能电站工程实例,利用神经网络与有限元分析相结合的方法,以及BP神经网络结构和ADINA三维有限元模型建立岩体参数、边界条件与地应力场的映射关系来反演初始地应力场.模拟计算与实测结果的对比表明：采用该方法进行初始地应力场的反演计算是可行的,计算结果是合理的,对类似工程具有一定参考价值.     

基于正交试验的制粒机成型仿真及结构参数优化

制粒机是饲料行业重要设备之一,其结构参数影响饲料成型。为了进一步优化制粒性能,采用COMSOL有限元分析软件对物料的挤压过程进行分析模拟,设计L9(34)正交试验研究制粒机环模内径、模孔长度、压辊直径和模辊间隙对成型性能的影响,通过权矩阵分析确定较优的参数组合并加以验证。结果表明：①制粒机内部模型的仿真模拟能够有效地反映物料在实际工作时的运动状态;②对性能影响由大到小的结构因素排序为模辊间隙、模孔长度、压辊直径、环模内径;③制粒最优组合为环模内径425 mm、模孔长度54 mm、压辊直径178 mm、模辊间隙1.5 mm,制粒机的成型速率较优化前得到提升。上述结果表明,采取的仿真试验及优化办法具有一定的实效性,可为制粒机内部成型模拟分析以及后续的结构设计与参数优化提供方法借鉴。     

有限变形下的煤与瓦斯突出的固流两相介质耦合失稳理论

根据多相连续介质力学理论，建立了有限应变下煤与瓦斯突出的两相介质相互耦合作用的失稳理论和数学模型，从热力学第二定律出发，以应力的二阶功最小原理作为煤与瓦斯突出的发生的准则，它包括小变形统一失稳判据。通过对典型突出模拟实现模型进行数值计算，验证了本文所提出的理论及模型。     

小麦间作四种四收的几种模式

采用将两块半无限长弹性地基梁搭接的力学模型,对座落在弹性地基上的油罐搭接中幅板在液压作用下的受力情况进行分析,得出的应力可用于对罐底应力腐蚀和疲劳应力腐蚀分析。由于Ⅱ型弹性地基梁和刚性地基梁耦合法考虑的是对罐边缘板较窄或边缘板与中幅板搭接的情况,因此油罐中幅板的应力分析方法是此两种分析方法的基础。     

矩形加筋圆柱壳轴压屈曲承载力优化

针对薄壁圆柱壳结构在轴压作用下容易发生屈曲失稳的问题,采用有限元分析软件ANSYS提供的APDL进行二次开发,建立加筋圆柱壳结构的优化模型,采用序列线性规划法对蒙皮厚度和加筋尺寸进行优化。将优化后的力学性能与等体积无加筋圆柱壳承载力的数值解及解析解进行比较,得到加筋圆柱壳的合理布筋,以及7种纵向和环向加筋数量算例的优化结果。结果表明:在加筋比较稀疏或比较密集的情况下,优化后圆柱壳的承载力相对于等体积无加筋圆柱壳基本没有提高;而加筋数量比较适当时,优化后圆柱壳的屈曲承载力比等体积无加筋圆柱壳的屈曲承载力最大提高了约50%。加筋布置方案及优化的尺寸结论对加筋柱壳设计具有参考价值。