大功率压裂车车架疲劳性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:C_Adrian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压裂车是目前在国内外石油采集行业被广泛应用的一种石油增产设备。压裂车的车架作为其最为重要的承载部件,其疲劳寿命直接影响压裂车的使用寿命。压裂车在日常作业中经过的路面崎岖、恶劣,由于路面不平造成的颠簸会使压裂车的车架疲劳寿命大幅度降低;另一方面,压裂车在进行压裂作业时,其核心设备压裂泵会对车架施加大幅度、高频率的交变载荷,也会影响其疲劳寿命。本文针对压裂车在这两种工况下的疲劳性能进行研究,计算出车架在行驶、压裂工况下的疲劳寿命和发生疲劳破坏的位置。解决车架疲劳问题的关键是疲劳载荷谱和疲劳强度理论。本文建立了车架在行驶工况下的道路载荷谱和整车的数学模型。通过对路面功率谱进行采样处理得到了路面不平度随时间变化的历程;通过建立整车的动力学简化模型并在MATLAB中进行求解得到了车架在行驶工况下的载荷谱。在压裂工况下,本文对车架进行受力分析,通过在MATLAB中进行编程得到了车架在压裂工况下的载荷谱。然后,本文在ANSYS中建立了车架的有限元模型,在不同工况下对车架进行了有限元分析,得到了车架在两种工况下的应力、应变信息。基于有限元分析的结果文件和经过动力学分析得到的车架的载荷谱,本文在疲劳分析软件FE-SAFE中建立了车架在两种工况下的疲劳分析模型。在FE-SAFE中对车架的材料、表面光洁度、疲劳算法进行了定义。通过对疲劳载荷谱进行雨流统计处理并应用疲劳损伤累积理论,最终计算出车架在两种工况下的疲劳寿命。车架的疲劳性能研究一方面是通过理论计算、另一方面则是通过试验。本文在最后提出了车架的疲劳试验方案。该方案主要分为3部分:第一,通过对压裂车进行道路测试试验,测量并计算出车架在行驶工况下受力位置处的载荷谱,将压裂工况下的载荷谱通过计算进行简化。第二,对测量得到的载荷谱进行强化处理,以保证在不影响精度的情况下减小车架疲劳试验所占据的时间,节约人力、物力。第三,基于处理后的车架在两种工况下的载荷谱,对车架在室内进行台架试验,计算出车架的疲劳寿命。
其他文献
转子碰摩故障为航空发动机机械设备常发故障类型,且在追求大功率、高涵道比及超高速机械性能时,常把转子叶片与密封机匣、密封间隙等部位精简至最小,从而加剧了转子碰摩故障
学位
论文分为四章.第一章概述了高速公路事件探测的地位和作用,介绍了事件自动检测的原理,分析了高速公路匝道一主线连接处及其影响区域的事件特点以及针对此区域事件探测算法的
随着经济的高速发展和城市化进程的加快,我国机动车保有量和交通需求呈现高速增长,交通领域已经逐渐成为我国能源消耗的大户,城市能源消耗、环境污染问题日益突出。在2014年5月
该文以可靠性理论为基础,针对工程机械液压系统有关可靠性方面统计资料较为缺乏的现实情况,从液压元件的基本失效率和液压系统可靠性连接方式等入手,对单钢轮振动压路机液压
该文主要做了几方面的工作:1.经典调度理论中,对调度问题的研究方法是一种基于对问题的模型的研究方法,这种方法虽然在数学上很精确和完美,但由于它对生产环境和调度过程做了
本文通过对荣华二采区10
期刊
PLC、机器人、计算机辅助设计计/制造(CAD/CAM)被称为现代工厂自动化的三大支柱。而作为支柱之首的PLC在20世纪80年代初已成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。但是PLC自身却缺乏良好的人机界面,使得机械设备与人之间的关系并不友善,有时甚至影响其推广和应用。针对人机界面进口产品的高昂价格和国产品牌稀少的这一现状,研制开发了一种PLC人机界面—PLC监控器。本文系统地介绍了整个系统
伴随着各种食品安全问题的层出不穷,消费者对食品、花卉、药品等的保鲜度、质量及安全提出了更高、更全面的要求。物联网技术飞速发展,其在冷链物流中的应用越来越广泛。在此环
随着汽车行业的发展,汽车的疲劳耐久性能逐渐成为汽车最重要的性能之一,直接关系到该车型的市场竞争力。汽车的疲劳耐久性能通常采用实车试验或计算机仿真技术来评估。其中实车