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石油钻井工具用非标碟簧力学特性研究
被引量：
1
1
作者
祝效华
刘少胡
+3 位作者
敬俊
汤历平
庞然
罗元清
《石油机械》
北大核心
2012年第6期22-25,共4页
石油钻井工具常使用非标碟形弹簧缓冲振动,基于大变形弹塑性理论,使用有限元法分析了118 mm非标碟簧在加载过程中的力学特性。分析结果表明,随碟簧压缩位移增加,VonMises应力、周向应力、轴向应力、轴向变形量、周向变形量和厚度t轴...
石油钻井工具常使用非标碟形弹簧缓冲振动,基于大变形弹塑性理论,使用有限元法分析了118 mm非标碟簧在加载过程中的力学特性。分析结果表明,随碟簧压缩位移增加,VonMises应力、周向应力、轴向应力、轴向变形量、周向变形量和厚度t轴向变形量呈非线性增大趋势。压缩位移小于2.5 mm时,碟簧未出现塑性变形;压缩位移为2.5 mm时,周向应力、轴向应力、轴向变形量和厚度t轴向变形量剧增,且碟簧发生塑性变形。对碟簧进行了刚度试验,压缩位移小于0.47 mm时碟簧刚度约为0.66 kN/mm,压缩位移大于0.47 mm时碟簧刚度值约为2.74kN/mm。结合数值模拟结果,建议单片碟簧的工作载荷应小于6.02 kN。该项研究结果表明,有限元法和碟簧刚度试验测定相结合,可以分析非标碟簧的工作力学特性,确定非标碟簧的最大工作载荷,为其科学使用提供依据。
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关键词
钻井工具
非标
碟
簧
弹塑性
有限元法
力学特性
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职称材料
石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究
被引量：
1
2
作者
温晓松
柳贡慧
+2 位作者
王烊
李军
李汉兴
《石油机械》
北大核心
2020年第6期9-17,共9页
石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入。鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果...
石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入。鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果进行对比;按不同高厚比分析两类碟簧的载荷-位移、刚度特性曲线,得到优选型号;分析了最优型号在静载下的应力与应变情况。研究结果表明:在考虑材料的弹塑性与大变形等因素下,有限元法能更准确地描述非标碟簧的力学性能,同时也能够根据载荷要求快速优选所需型号;在未达到屈服条件时碟簧内已出现一定的塑性变形,通过控制塑性应变量,优化点的有效工作区间、极限载荷与工程参考点相比分别提升30%与15%。研究结果为石油钻井中非标碟簧的优选与设计提供了科学指导。
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关键词
非标
碟
簧
准静态
刚度特性
有限元
塑性应变
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职称材料
大尺寸非标碟簧承载性能仿真分析
3
作者
何世文
林益斌
+3 位作者
李华开
石勇
吴吉平
滑广军
《湖南工业大学学报》
2025年第2期8-14,共7页
以某锤击式振打系统中的大尺寸非标碟簧为研究对象,对其在不同载荷作用下的响应特性进行了研究。分别采用理论及仿真模拟方法,对标准碟簧及大尺寸非标碟簧的载荷-变形及载荷-应力状态进行了分析;并采用仿真分析方法,研究了对合状态下重...
以某锤击式振打系统中的大尺寸非标碟簧为研究对象,对其在不同载荷作用下的响应特性进行了研究。分别采用理论及仿真模拟方法,对标准碟簧及大尺寸非标碟簧的载荷-变形及载荷-应力状态进行了分析;并采用仿真分析方法,研究了对合状态下重载非标碟簧的响应特征。研究结果表明,对于大变形工况,有限元法能更准确地描述大尺寸非标碟簧的承载性能;大尺寸非标碟簧承受载荷小于额定载荷时,其载荷-变形量呈现线性特征;承受载荷超过额定载荷后,载荷-变形量呈现非线性特征。分析认为,碟簧载荷与变形量的理论计算方法适用于结构的小变形状态,当载荷超过额定载荷时,碟簧的变形较大,小变形的线弹性理论已经不适用于大载荷工况。随着载荷变大,对合状态碟簧接触面的接触状态会发生突变,从面-面接触变成线-面接触,接触状态的改变会造成碟簧局部应力产生变化,影响碟簧的安全使用。
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关键词
大尺寸
非标
碟
簧
载荷-变形
载荷-应力
有限元分析
碟簧力学性能试验及仿真分析
被引量：
12
4
作者
张少军
赵思岩
+2 位作者
朱冬梅
刘海平
刘国勇
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期64-73,共10页
针对外径28mm的C系列碟簧,利用微机控制电子试验机进行静力加载试验,得到碟簧不同工况下的载荷-位移特性曲线.基于ABAQUS有限元软件,建立了相应碟簧的有限元模型,进行不同位移载荷下的数值模拟计算,利用实验数据对数值计算结果进行检验...
针对外径28mm的C系列碟簧,利用微机控制电子试验机进行静力加载试验,得到碟簧不同工况下的载荷-位移特性曲线.基于ABAQUS有限元软件,建立了相应碟簧的有限元模型,进行不同位移载荷下的数值模拟计算,利用实验数据对数值计算结果进行检验并修正,修正后模型的计算结果与实测结果吻合良好.在此基础上,对开发的非标开槽碟簧建立有限元模型,计算得出了不同开槽位置和不同开槽方式下碟簧的载荷-位移特性曲线和刚度-位移曲线,系统分析了不同开槽位置和开槽方式对碟簧载荷变化范围、刚度变化速率、刚度变化幅度、负刚度区域大小和最大等效应力的影响.本研究对非标开槽碟簧的设计和作为负刚度元件在减隔振装置上的应用具有一定的参考价值.
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关键词
非标
开槽
碟
簧
数值模拟
试验
载荷位移特性曲线
刚度曲线
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职称材料
用于随动补偿磨损误差机构的开槽碟簧设计
5
作者
熊奉奎
张明
+3 位作者
尹益辉
刘康
刘军
刘清兵
《机电工程》
CAS
北大核心
2021年第6期747-754,共8页
在航空发动机叶片的加工中,传统转台因长期磨损后造成精度下降,达不到航发叶片的加工要求,为此设计了一种针对新型二级斜齿轮传动转台的非标开槽碟簧随动补偿磨损误差机构。利用非标开槽碟簧特有的变刚度和渐减性载荷位移曲线特征,消除...
在航空发动机叶片的加工中,传统转台因长期磨损后造成精度下降,达不到航发叶片的加工要求,为此设计了一种针对新型二级斜齿轮传动转台的非标开槽碟簧随动补偿磨损误差机构。利用非标开槽碟簧特有的变刚度和渐减性载荷位移曲线特征,消除了齿轮副长期啮合产生的磨损间隙;同时,在新机构设计中,对作为此机构核心部件的非标开槽碟簧的设计进行了详细阐述;运用了ANSYS分析和实验相结合的方法,对开槽碟簧随动补偿机构设计及非标开槽碟簧设计的正确性进行了验证。研究结果表明:所设计的碟簧可用于补偿机构,实现对磨损误差的实时补偿,达到提高转台精度的目的,满足航空发动机叶片极高的加工要求。
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关键词
新型机床转台
非标
开槽
碟
簧
磨损误差随动补偿
模态分析
渐减性载荷位移特性
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职称材料
题名
石油钻井工具用非标碟簧力学特性研究
被引量：
1
1
作者
祝效华
刘少胡
敬俊
汤历平
庞然
罗元清
机构
西南石油大学机电工程学院
中石油川庆钻探公司川东钻探公司
宝石机械成都装配制造分公司
出处
《石油机械》
北大核心
2012年第6期22-25,共4页
基金
国家自然科学基金项目"气体钻井钻具与井壁的碰摩机理及量化评价方法研究"(50804040)
文摘
石油钻井工具常使用非标碟形弹簧缓冲振动,基于大变形弹塑性理论,使用有限元法分析了118 mm非标碟簧在加载过程中的力学特性。分析结果表明,随碟簧压缩位移增加,VonMises应力、周向应力、轴向应力、轴向变形量、周向变形量和厚度t轴向变形量呈非线性增大趋势。压缩位移小于2.5 mm时,碟簧未出现塑性变形;压缩位移为2.5 mm时,周向应力、轴向应力、轴向变形量和厚度t轴向变形量剧增,且碟簧发生塑性变形。对碟簧进行了刚度试验,压缩位移小于0.47 mm时碟簧刚度约为0.66 kN/mm,压缩位移大于0.47 mm时碟簧刚度值约为2.74kN/mm。结合数值模拟结果,建议单片碟簧的工作载荷应小于6.02 kN。该项研究结果表明,有限元法和碟簧刚度试验测定相结合,可以分析非标碟簧的工作力学特性,确定非标碟簧的最大工作载荷,为其科学使用提供依据。
关键词
钻井工具
非标
碟
簧
弹塑性
有限元法
力学特性
Keywords
drilling tool
non-standard disc spring
elasto-plasticity
finite element method
mechanical property
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究
被引量：
1
2
作者
温晓松
柳贡慧
王烊
李军
李汉兴
机构
中国石油大学(北京)
北京工业大学
中海油能源发展股份有限公司山西分公司
中海油研究总院有限责任公司
出处
《石油机械》
北大核心
2020年第6期9-17,共9页
基金
国家科技重大专项“复杂地层钻井提速提效关键工具与装备”(2016ZX05021-003)
中国海洋石油集团有限公司创新基金项目“全井段高效复合型钻井提速工具研究与应用”(CNOOC-KY-KJCX-CRI-2017-01)。
文摘
石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入。鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果进行对比;按不同高厚比分析两类碟簧的载荷-位移、刚度特性曲线,得到优选型号;分析了最优型号在静载下的应力与应变情况。研究结果表明:在考虑材料的弹塑性与大变形等因素下,有限元法能更准确地描述非标碟簧的力学性能,同时也能够根据载荷要求快速优选所需型号;在未达到屈服条件时碟簧内已出现一定的塑性变形,通过控制塑性应变量,优化点的有效工作区间、极限载荷与工程参考点相比分别提升30%与15%。研究结果为石油钻井中非标碟簧的优选与设计提供了科学指导。
关键词
非标
碟
簧
准静态
刚度特性
有限元
塑性应变
Keywords
non-standard Belleville spring
quasi-static
stiffness characteristics
finite element
plastic strain
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
大尺寸非标碟簧承载性能仿真分析
3
作者
何世文
林益斌
李华开
石勇
吴吉平
滑广军
机构
湖南工业大学材料与先进制造学院
长沙天为华信环保装备有限公司
湖南工业大学包装与材料工程学院
出处
《湖南工业大学学报》
2025年第2期8-14,共7页
基金
湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ6069,2023JJ50162)
湖南省教育厅科研基金资助重点项目(21A0353)
湖南省普通高等学校教学改革研究基金资助重点项目(HNJG-2021-0123)。
文摘
以某锤击式振打系统中的大尺寸非标碟簧为研究对象,对其在不同载荷作用下的响应特性进行了研究。分别采用理论及仿真模拟方法,对标准碟簧及大尺寸非标碟簧的载荷-变形及载荷-应力状态进行了分析;并采用仿真分析方法,研究了对合状态下重载非标碟簧的响应特征。研究结果表明,对于大变形工况,有限元法能更准确地描述大尺寸非标碟簧的承载性能;大尺寸非标碟簧承受载荷小于额定载荷时,其载荷-变形量呈现线性特征;承受载荷超过额定载荷后,载荷-变形量呈现非线性特征。分析认为,碟簧载荷与变形量的理论计算方法适用于结构的小变形状态,当载荷超过额定载荷时,碟簧的变形较大,小变形的线弹性理论已经不适用于大载荷工况。随着载荷变大,对合状态碟簧接触面的接触状态会发生突变,从面-面接触变成线-面接触,接触状态的改变会造成碟簧局部应力产生变化,影响碟簧的安全使用。
关键词
大尺寸
非标
碟
簧
载荷-变形
载荷-应力
有限元分析
Keywords
large-sized non-standard disc spring
load-deformation
load-stress
finite element analysis
分类号
TH135 [机械工程—机械制造及自动化]
题名
碟簧力学性能试验及仿真分析
被引量：
12
4
作者
张少军
赵思岩
朱冬梅
刘海平
刘国勇
机构
北京科技大学机械工程学院
北京空间飞行器总体设计部
空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室
出处
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期64-73,共10页
基金
国防基础科研项目(A0320110016)~~
文摘
针对外径28mm的C系列碟簧,利用微机控制电子试验机进行静力加载试验,得到碟簧不同工况下的载荷-位移特性曲线.基于ABAQUS有限元软件,建立了相应碟簧的有限元模型,进行不同位移载荷下的数值模拟计算,利用实验数据对数值计算结果进行检验并修正,修正后模型的计算结果与实测结果吻合良好.在此基础上,对开发的非标开槽碟簧建立有限元模型,计算得出了不同开槽位置和不同开槽方式下碟簧的载荷-位移特性曲线和刚度-位移曲线,系统分析了不同开槽位置和开槽方式对碟簧载荷变化范围、刚度变化速率、刚度变化幅度、负刚度区域大小和最大等效应力的影响.本研究对非标开槽碟簧的设计和作为负刚度元件在减隔振装置上的应用具有一定的参考价值.
关键词
非标
开槽
碟
簧
数值模拟
试验
载荷位移特性曲线
刚度曲线
Keywords
non-standard slotted disc springs
numerical simulation
test
load-displacement characteristic curve
stiffness curve
分类号
V414.9 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
用于随动补偿磨损误差机构的开槽碟簧设计
5
作者
熊奉奎
张明
尹益辉
刘康
刘军
刘清兵
机构
绵阳职业技术学院机电工程系
中国工程物理研究院总体工程研究所
四川轻化工大学机械工程学院
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2021年第6期747-754,共8页
基金
四川省科技计划支撑项目(2017GZ0340)
四川省职业院校教师技艺技能传承创新平台资助项目(川教函〔2018〕353号)。
文摘
在航空发动机叶片的加工中,传统转台因长期磨损后造成精度下降,达不到航发叶片的加工要求,为此设计了一种针对新型二级斜齿轮传动转台的非标开槽碟簧随动补偿磨损误差机构。利用非标开槽碟簧特有的变刚度和渐减性载荷位移曲线特征,消除了齿轮副长期啮合产生的磨损间隙;同时,在新机构设计中,对作为此机构核心部件的非标开槽碟簧的设计进行了详细阐述;运用了ANSYS分析和实验相结合的方法,对开槽碟簧随动补偿机构设计及非标开槽碟簧设计的正确性进行了验证。研究结果表明:所设计的碟簧可用于补偿机构,实现对磨损误差的实时补偿,达到提高转台精度的目的,满足航空发动机叶片极高的加工要求。
关键词
新型机床转台
非标
开槽
碟
簧
磨损误差随动补偿
模态分析
渐减性载荷位移特性
Keywords
new type of machine tool turntable
non-standard slotted disc spring
follow-up compensation for wear error
modal analysis
declining load displacement characteristics
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
石油钻井工具用非标碟簧力学特性研究
祝效华
刘少胡
敬俊
汤历平
庞然
罗元清
《石油机械》
北大核心
2012
1
下载PDF
职称材料
2
石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究
温晓松
柳贡慧
王烊
李军
李汉兴
《石油机械》
北大核心
2020
1
下载PDF
职称材料
3
大尺寸非标碟簧承载性能仿真分析
何世文
林益斌
李华开
石勇
吴吉平
滑广军
《湖南工业大学学报》
2025
0
4
碟簧力学性能试验及仿真分析
张少军
赵思岩
朱冬梅
刘海平
刘国勇
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
12
下载PDF
职称材料
5
用于随动补偿磨损误差机构的开槽碟簧设计
熊奉奎
张明
尹益辉
刘康
刘军
刘清兵
《机电工程》
CAS
北大核心
2021
0
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职称材料
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