摘要：在地质钻探工具设计和使用过程中,需要用到强度理论或屈服准则对遇到的钻采设备、工具失效等问题进行分析。为帮助人们对Mises屈服准则(应力)的理解,从理论上阐述了Mises屈服准则与畸变能密度理论的关系,其实质就是第四强度理论。在弹塑性范围内,Mises屈服准则统一了单向拉压状态的第一强度理论、复杂应力状态的第三强度理论和第四强度理论。Mises屈服准则在有限元数值分析中获得了更为广泛的应用。

摘要：金刚石钻头的胎体配料计算重复、繁琐,且需要根据使用要求更改配方,计算量大且容易出错。基于JAVA程序语言设计一种钎焊金刚石钻头配料计算程序,以解决钎焊金刚石钻头的结构、材料等参数变化设置不同的输入参数,采用不同的流程和方法配料计算程序。该程序属于B/S架构,通过浏览器进行渲染输出直观界面,比传统的C/S架构钻头配料计算软件更加方便快捷,有利于钻头加工的科学化管理。

摘要：介绍了单绳冲抓锥自动脱挂装置的结构和操作原理，通过对脱挂过程进行力的平衡分析，找出了影响脱钩灵活性和挂钩可靠性的主要因素，阐明了自动脱挂装置的设计原理。

摘要：冲击锤的钻进过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。利用非线性有限元程序LS-DYNA3D研究了冲击锤钻凿系统的纵向冲击混凝土过程,分析了冲锤不同冲击速度下混凝土的变形及破碎机理,钻凿系统的冲击力,侵入混凝土的位移及冲击力-侵入深度曲线等。结果表明,由于砧子及钎头的反弹,导致冲击锤钻凿系统发生多次冲击现象。在整个冲击侵入过程中,最大冲击力峰值点并不出现在最大侵入深度处。混凝土在气动冲击锤冲击作用下的破碎过程经历4个阶段:弹塑性变形阶段,脆性崩裂阶段,挤凿破碎阶段及卸载阶段。通过LS-DYNA3D数值模拟计算,形象地再现了冲击锤冲击作用下混凝土发生侵入破坏的物理过程,为研究冲击锤与脆性材料的作用过程及冲击锤的优化设计提供了一种有效的分析方法。

摘要：钻塔的模态分析是钻机运行稳定性及其可靠性分析的重要基础。利用有限单元方法对GCF-1500型冲击钻机钻塔系统进行了模态分析,得到了钻塔的固有频率及振型特征。为冲击钻机的动态设计提供了参数依据。

摘要：旋挖钻机在基础施工中应用越来越广泛,作为钻机关键部件的伸缩钻杆在较深孔施工中常出现内层钻杆变形过大或钻斗(头)钻杆间联结易断裂。本文从伸缩钻杆稳定性方面入手,基于有限元法研究了阶梯变截面杆临界载荷的计算问题。分析表明:浅孔时,约束边界对伸缩钻杆临界力的影响很大。此时,孔深增大失稳临界力递减很快,随后明显趋缓变小的临界力极易因加压钻进造成钻柱失稳,使伸缩钻杆局部破坏失效。这一结果对于完善伸缩钻杆的设计理论,指导生产实践具有现实的意义。

摘要：振动钻探或沉管/压实机械在工程中有着广泛的应用,但缺乏频率比、阻尼比对振动沉管机械功率影响的系统研究,施工中有时会出现功率异常增大,其驱动功率如何计算仍然困扰着工程设计人员。本文通过阻尼耗散功率法,来分析计算惯性和非惯性激励振动机械的平均功率、瞬时功率问题。结果显示,大阻尼(0.5<ζ<1)全频率范围的一般情况,惯性激励系统耗散功率近似与激振力角频率平方成正比,仅在小阻尼(阻尼比ζ<0.5)共振区,功率与激振力幅值的平方成正比,与阻尼成反比,正是小阻尼易引起功率异常增大;非惯性激励机械在有阻尼共振区附近工作才能吸收足够的功率。振动沉管机械设计时不仅要满足系统的平均功率的需求,还要校验最大瞬时功率需求。

摘要：勘探用金刚石钻头在钎焊烧结过程中,钻头芯模、外模和钢体的尺寸直接决定金刚石钻头的尺寸,对金刚石钻头的使用性能影响很大,而现有的文献中对于模具尺寸设计的研究稍显不全面。对钻头钎焊烧结过程的热涨与冷缩过程进行深入分析研究,提出了更直观的模具计算公式和防止涨模的措施。

摘要：潜孔锤钻头冲击钻进的过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。对这一复杂过程,目前主要是利用实验方法来进行研究,致使钻头设备的开发与研制一直处于传统的经验或实验模式下进行,设计与制造周期长、成本高,产品严重老化、缺乏市场竞争力。应用非线性显式三维有限元求解程序LS-DYNA3D,采用与岩石性质较接近的混凝土模型,对钻头硬质合金球齿冲击混凝土板的过程进行仿真计算,讨论不同球齿冲击速度下混凝土的变形及破碎机理,分析球齿的冲击力、侵入混凝土的速度、位移及冲击力-凿入深度曲线等,为研究钻头与脆性材料的作用过程及钻头的优化设计提供一种有效的分析方法。

摘要：压电驱动的超声波取样钻具有质量轻、能耗低、无回转部件的特点,可以满足地外岩石采样的需求。电能通过压电陶瓷转换为致动器高频振动的机械能,使其在特定频率做超声的共振。这种超声取样钻的机电耦合特征,使超声致动器的设计变得复杂。基于ANSYS环境,研究超声致动器在机电耦合场边界条件下的动力学特性,其耦合场的模态频率、激励响应与单一机械结构场条件得到的结果具有较好的一致性。结果表明,超声致动器把电能转换机械能过程的机电耦合场相互作用是很弱的。因此,采用解耦方法,超声致动器的设计过程将大大简化。