基于热老化实验的螺杆马达定子橡胶本构模型研究

作     者：祝效华 王鹏飞 石昌帅 ZHU Xiao-hua;WANG Peng-fei;SHI Chang-shuai

作者机构：西南石油大学机电工程学院成都610500 

基　　金：国家自然科学基金(51674214 51604234) 四川省青年科技创新团队(2017TD0014)资助项目 

出 版 物：《计算力学学报》 (Chinese Journal of Computational Mechanics)

年 卷 期：2017年第34卷第4期

页      码：459-465页

摘      要：随着我国油气资源勘探开发向深部地层迈进,螺杆钻具定子橡胶井下高温热老化问题日益凸显,导致螺杆钻具输出性能衰减,严重影响钻进效率,迫切需要揭示热老化对螺杆钻具定子橡胶力学性能的影响,以在设计之初提出可减小螺杆钻具输出性能衰退的综合方案。本文开展了螺杆马达定子橡胶在不同温度下的热老化实验,通过拉伸实验得出应力应变数据并拟合出Mooney-Rivlin模型常数和Yeoh模型常数;再对所得实验数据及所求得的模型常数数据进行分析;最后,使用确定了基本常数的模型开展了数值计算。计算结果表明,随着温度的上升,Mooney-Rivlin模型常数C_1增大、C_2减小,C_1和C_2呈明显相反变化的趋势,Yeoh模型常数C_(10)和C_(20)增大,C_(30)减小;通过模型计算结果与室内实验测定结果的对比,证明了Mooney-Rivlin模型较Yeoh模型更适合于螺杆马达定子橡胶的力学分析。不考虑环境温度热老化和考虑环境温度热老化,螺杆钻具定子衬套的计算结果存在很大差别,研究工作不仅证明了螺杆钻具定子橡胶热老化研究的必要性,更为螺杆钻具定子橡胶的线型设计和过盈量选取提供了参考。

主 题 词：螺杆钻具 热老化实验 Mooney-Rivlin模型 模型常数 数值计算 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 07[理学] 08[工学] 070102[070102] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0702[理学-物理学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7511/jslx201704010

馆 藏 号：203260447...