摘要：面对出现频率越来越高的复杂地层和5000米以上的超深井作业环境,研制搭载大功率压裂设备的压裂车已成为重要发展趋势。本文运用结构优化软件Hyper Works的Optistruct模块,基于SIMP变密度法对压裂车副车架进行拓扑优化设计。在单工况单目标的拓扑优化结果下,建立基于折衷规划法的多目标多工况拓扑优化数学模型,得到压裂车副车架在多种静态工况的柔度最小化以及低阶动态最大化进行加权之后的拓扑优化结果,再根据材料分布云图重构压裂车副车架模型。成果可用于改进压裂车副车架结构以提高其承载能力,缩短研发时间、降低成本。

摘要：针对变径管冲蚀失效的问题,基于DPM模型、Realizeble k-ε模型和颗粒磨损方程对变径管进行数值模拟计算,分析流速、颗粒直径、质量流量、过渡倾角、改进后过渡圆角对变径管的冲蚀磨损规律和改进后变径管的性能。结果表明:过渡段与小径管相贯处冲蚀磨损最为严重;随流速、质量流量的增大和颗粒直径的减小,最大冲蚀速率逐渐增大,其中受流速的影响最大。过渡倾角由5°增加至35°,最大冲蚀速率在9.32×10^(-5) kg/(m^(2)·s)上下波动;由35°增加至85°,最大冲蚀速率整体上升、后大幅度下降;80°~85°时,最大冲蚀速率较小且受各因素的影响很小,尤其等于85°时,其最大冲蚀速率降低了23.5倍。结构改进后过渡圆角7.5~15 mm变径管的最大冲蚀速率小于改进前变径管,且冲蚀分布比较均匀;随过渡倾角的增大,结构改进后过渡圆角2.5~15 mm变径管与改进前变径管相比,管内最大压力相差逐渐减小,且改进后管内最大压力及应力均低于改进前变径管,管内压力最大降低了2.25倍。该结果可为实际作业中变径管的选用及结构设计与优化提供参考。

摘要：井架是石油钻机的重要承载部件,其强度设计一直以静载荷分析为主。以瞬态动力学为理论基础,采用ANSYS软件,对井架在冲击载荷下的响应过程进行了数值模拟。分析了井架顶部和下方关键节点在响应过程中的位移规律。结果表明,井架在冲击载荷作用下,所产生的变形大大超过静载下的变形,由此将带来应力急剧增加,给井架结构安全带来隐患。

摘要：将物联网技术引入管控系统可以提高系统的智能化水平。针对传统的城市路灯管控效率低下等问题以及城市路灯智能化建设的现实需求,对城市路灯电源的管控系统进行了基于物联网技术的研究分析。着重研究了在物联网感知层下的基于ZigBee无线自组网技术在现场设备有效控制以及信息可靠传输方面的应用。最后提出了基于GIS路灯定位信息库的设计方案,提高系统的管控水平。

摘要：滑轮是钻机天车的重要部件,设计中有必要掌握其静强度及动态特性。论文建立了天车滑轮的实体模型,在此基础上应用有限元软件对其进行了静强度分析,发现其满足强度要求;进一步对其进行了有限元模态分析,得到前六阶振型及固有频率,发现第一阶固有频率为52.6Hz,所对应的位移趋势较大,为98mm,工作中应注意调整钻台设备的工频,以避免共振。论文研究结果可用于指导天车滑轮的改进设计及钻井现场工况的调整。

摘要：高压管汇活动弯头作为管汇布置连接的关键部件,极大程度上影响着油田现场的施工安全及作业效率。本文开发了非滚子结构的活动弯头试验结构。基于商业软件Abaqus,利用有限元仿真计算分析了试验工况下结构的强度和变形。结果表明,在试验压力下活动弯头空腔最大应力出现在母接头的环槽与挡圈的接触部位,应力大小为454.4MPa,最大位移为0.3938mm;活动挡圈的最大应力为542.3MPa,最大位移为0.2617mm。在试验压力下结构满足应用要求。仿真计算结果为活动弯头的试验研究和产品设计提供了参考。

摘要：顶部驱动装置具有钻进效率高的优点,其传动部件是整个装置的核心。分析了3种传动方案的特点,根据设计要求选择二级齿轮传动结构作为传动方案。对二级齿轮传动进行了设计。在此基础上,对第二级齿轮传动进行了有限元强度分析,分析结果表明在最大输出扭矩下,齿轮的最大应力为273.7 MPa,安全系数为3.25,说明所设计的齿轮传动具有足够的强度。

摘要：针对现有中学物理教材中手摇式向心力实验装置存在的测量精度和重复性差等不足,利用现代传感技术和数显仪表对原有实验仪器进行改进,自制了数显式向心力定量探究仪.该装置具有设计巧妙、测量精确、操作简单等优点,通过控制变量法可以定量地探究向心力大小公式,有助于学生深入理解圆周运动的物理原理.

摘要：本文介绍一种用简易低频数字信号发生器做信号源,用晶体管PN结做温度传感器,用电压值显示相关测量位置声波振幅大小,频率、温度均可调可控的可闻声声速测量装置。该装置可在多种不同频率下测量声速,测量时不需要示波器,运行成本低,抗干扰能力强、噪音小,测量结果准确。

摘要：以NAF355行星减速器的输入轴及行星架为研究对象,基于CAD/CAM/CAE一体化三维软件Pro/E进行了三维实体建模,并在此基础上对其进行有限元静力学分析,分别得到了NAF355行星减速器输入轴和行星架的变形图、应力云图。通过分析可知,输入轴和行星架的最大变形分别为0.075mm和0.017mm,满足刚度要求;输入轴和行星架的最大应力分别为510 MPa和100.7 MPa,二者均小于材料许用应力,说明输入轴和行星架的强度也满足安全要求,设计合理。