JYD-1000型全液压岩芯钻机钻塔节点有限元分析及优化设计研究

论文摘要

钻塔是钻探设备的重要组成部分。现阶段桅杆式钻塔的设计多采用工程类比法而类比法又存在着很多缺点如浪费材料、自重加大、未能充分发挥钢材的性能等。而专门针对节点的设计容易忽略,国内还没有这方面的资料。因此对桅杆式钻塔节点进行研究是非常必要的。本文利用大型有限元软件ANSYS对JYD-1000型全液压岩芯钻机钻塔的T型、K型和Y型焊接节点进行了正常使用状态下静力工作性能分析和极限承载力分析。通过实体建模,对T型和K型节点的极限承载力进行分析,着重讨论K型节点的两个几何参数:主管与支管夹角θ、主管宽厚比γ;TT型节点的两个参数:支管与主管宽度比β、主管与支管壁厚比τ对其节点极限承载力的影响。并对K型、T型节点的参数进行分析优化。本文的研究完善了钻塔节点的有限元分析,提出了钻塔各种节点极限承载力的影响因素,对钻塔设计有一定的参考价值。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 本文的研究方法
• 第二章 节点分析的基本理论及有限元法
• 2.1 引言
• 2.2 钢管节点
• 2.3 弹塑性分析
• 2.4 变形机理
• 2.5 有限元法简介
• 第三章 钻塔节点的试验研究
• 3.1 试验概况
• 3.2 试验目的
• 3.3 试验方案
• 3.4 试验结果
• 第四章 钻塔节点的有限元分析
• 4.1 钻塔结构静力分析
• 4.2 正常使用条件下节点的有限元分析
• 4.3 节点极限承载力分析
• 4.4 小结
• 第五章 钻塔节点参数的研究
• 5.1 平面内受弯 T 型节点的极限承载力参数研究
• 5.2 K 型节点参数的分析
• 5.3 TT 型节点参数的分析
• 5.4 节点的优化
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 致谢