【摘 要】
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该文对钻柱非线性静力学、振动模态和非线性瞬态动力学的有限单元法进行了研究.该文根据钻柱工作状态,把钻柱与井壁边界处理成多向接触磨擦,并考虑钻具自重和钻压引起的纵向
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该文对钻柱非线性静力学、振动模态和非线性瞬态动力学的有限单元法进行了研究.该文根据钻柱工作状态,把钻柱与井壁边界处理成多向接触磨擦,并考虑钻具自重和钻压引起的纵向弯曲,首次建立了整体钻柱双重大量线性静力学模型.该文通过钻柱接触摩阻力和大量线性阻尼的等效,将钻头处的钻压、扭矩简化为简谐干扰力,建立了钻柱振动模态分析模型,该模型不能描述钻柱与井壁的碰撞接触状态.通过采用改进和Ritz向量法、子空间迭代法、振型迭加法,并结合钻柱结构和受力状态,率先建立了钻柱振动模态分析的有限单元法和疲劳强度计算方法,编制了DS-MVA软件.该文通过考虑钻柱与井壁的碰撞接触边界,在钻柱振动模态分析的基础上,首次建立了钻柱非线性瞬态动力学模型,该模型考虑因素多,能够基本描述钻柱的运动和受力状态.通过构造动力间隙元、应变和判定条件的建立,并与梁单元相结合,采用Newmark直接积分法,建立了钻柱非线性瞬态动力学的有限单元法.
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