恒扭矩工具组合式非标碟簧试验与数值分析

摘要：

恒扭矩工具是一种运用在石油钻井领域的高效破岩工具,影响该类工具性能的关键因素是非标组合式碟簧的力学性能.采用Almen-Laszlo(A-L)法与有限元法(finite element method,FEM)对组合式碟簧按不同叠合片数、摩擦状态进行静力分析,得到载荷-变形曲线、等效加载/卸载刚度、功损比、极限载荷变化曲线;对组合式碟簧进行动态响应分析,得到在不同加载速率、预压量、载荷幅值、加载频率下的力学性能.结果表明:考虑大变形与塑性变形的有限元结果与试验结果吻合度更高,A-L法产生偏差与实际等效摩擦因数不在设定的标准区间内有关;考虑系统稳定性与阻尼耗能,优选出碟簧组的组合形式为4片叠合,最小对合单元预压量取3 mm,对合组数20组.研究结果对该类工具的研发具有科学的指导意义.

关键词：碟簧;静力分析;有限元;动态响应;滞回曲线

所属期刊栏目：21

分类号：TE921TH69(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家科技重大专项2016ZX05021-003

在线出版日期：2021-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：10670-10679