基于试验设计与有限元仿真的辐射井水平钻机承载部件优化设计

作     者：孙世峰 高常青 杨波 徐征和 SUN Shi-feng;GAO Chang-qing;YANG Bo;XU Zheng-he

作者机构：济南大学机械工程学院山东济南250022 济南大学水利与环境学院山东济南250022 

基　　金：国家科技支撑计划资助项目(2015BAD20B02-05) 国家自然科学基金资助项目(51775239,50905074) 山东省科技攻关计划资助项目(2014GGX106003) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2019年第26卷第6期

页      码：683-690页

摘      要：为了提升辐射井水平钻机承载部件的安全性与稳定性,运用试验设计(design of experiment,DOE)与有限元仿真技术对承载部件进行优化设计。通过正交试验法结合ANSYS Workbench有限元静力学仿真对由回转平台、立支架及横支架组成的承载系统的加强筋板布置形式进行优化设计,获得承载系统加强筋板的最优布局类型。在此基础上,运用基于试验设计的响应面优化法对回转平台的台面厚度、筋板高度及筋板厚度进行优化设计,进一步减小回转平台的最大等效应力、最大变形及质量,提升承载系统的安全性与稳定性。结果表明承载系统加强筋板的最优布局类型为:回转平台采用纵横筋板,立支架采用X形筋板,横支架采用V形筋板;回转平台的最优参数组合为:台面厚度为11.2 mm,筋板高度为31.9 mm,筋板厚度为12.3 mm。集成运用试验设计与有限元仿真技术对水平钻机承载部件进行优化设计的方法可为水平钻机实体样机设计提供一定的参考。

主 题 词：水平钻机 试验设计 响应面优化法 优化设计 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2019.00.014

馆 藏 号：203878637...