摘要：为了考察用于制冷的小型往复式压缩机在吸排气过程中的吸气舌簧阀和排气舌簧阀的最大接触冲击力和量化吸入与排出气缸中的冷媒气体量,以某型号往复式压缩机的实际结构为基础,建立了该型号往复式压缩机的数值仿真计算模型,对其吸排气过程进行了数值仿真计算,并根据仿真计算结果对吸气舌簧阀进行了优化。研究结果表明,吸气舌簧阀优化前后与其阀座的最大接触冲击力分别为102.3 N和98.2 N,最大接触冲击应力分别为151.1 MPa和148.3 MPa,分别减小了4.1 N和2.8 MPa;优化前后一个周期内吸入气缸的气体质量分别为9.8×10^(-3)g和1.05×10^(-2)g,增加了7×10^(-4)g;优化前后吸气舌簧阀位移升程最大颤振幅值分别为1.49 mm和0.56 mm,减小了0.93 mm,吸气舌簧阀初次冲击阀座后的最大反弹位移分别为0.48 mm和0.28 mm,减小了0.2 mm。优化后,吸气舌簧阀最大接触冲击力、最大接触冲击应力和位移升程颤振幅度减小,吸入气缸的气体质量增加,结果可为提高吸气舌簧阀的使用寿命和往复式压缩机的工作效率提供有力的支撑。

摘要：自洁式牙轮钻头考虑自洁效果,牙轮齿圈布齿形式单一,钻遇深部硬-极硬地层时破岩效率不理想,而非自洁式牙轮钻头通过单齿圈混合布齿可以在复杂难钻地层具备较高的破岩效率。文中开展花岗岩三轴力学性能试验获得岩石基本力学性能,建立非自洁式牙轮钻头与自洁式牙轮钻头齿圈数值仿真模型,分析比较两种单齿圈的破岩效率。从布齿数量、露齿高度、牙齿直径和布齿方式4方面对非自洁式牙轮钻头单齿圈布齿设计进行优化。仿真分析结果表明,齿圈上布齿数量为21颗,布齿方式为大小齿交替均布布齿,露齿高度为7 mm,牙齿直径为13 mm和11 mm时,齿圈破碎比功最低,岩石破碎效率更高,并通过单齿圈破岩试验进行验证。

摘要：在轴向、弯曲和扭矩等多种载荷的循环复合作用下,钻杆管体应力集中部位或材料缺陷处会产生裂纹萌生和疲劳裂纹扩展现象,导致管体失效甚至断裂。以API S135钢级钻杆管体为研究对象,通过单轴拉伸试验和裂纹扩展试验测试材料力学性能参数,建立管体数值仿真模型,并以管体疲劳失效案例作为验证对象来验证模型可行性。通过裂纹扩展数值模拟发现,管体内加厚过渡消失区最容易断裂失效,且载荷循环次数最低;载荷应力比增大,可以降低疲劳断裂失效风险。通过对管体内加厚过渡消失区结构改进设计发现:改进管体内加厚锥部长度和管体外加厚锥部长度对管体最大应力和载荷循环次数改变不大,而提高管体壁厚t后应力下降显著,且载荷循环次数提高明显。因此提高管体壁厚t是更为有效的改进方式,并通过正交实验对结构组合进行分析和优选。

摘要：考虑螺纹牙和基体的弹性变形,根据受力平衡方程和变形协调方程,构造线性方程组,建立了连接螺纹接头载荷分布特性的理论计算方法。采用迭代的方法,完成了全尺寸连接螺纹螺距P的优化,结果表明,针对连接螺纹螺距的优化极大地改善了螺纹牙载荷分布极度不均的现象,实现了螺纹牙均匀承载的变螺距结构设计。应用有限元分析方法分析了上扣扭矩状态下参数影响,结果表明,螺距P、牙高h等牙型参数全尺寸变化对提高强度性能效果不大,而降低前端几扣高度可以小幅提高连接螺纹接头的强度,但发生粘扣的风险却成倍增加。分析了外螺纹剪应力槽结构对连接螺纹性能的影响,并完成了相应参数优化。扭弯复合载荷作用下的连接螺纹接头应力分析表明,在产生弯矩的载荷作用下外螺纹受拉侧应力升高、受压侧应力降低,内螺纹则相反,环向Mises应力呈余弦函数分布。

摘要：根据旋转防喷器壳体在静水压试验下的载荷条件和边界条件,建立力学模型,通过对模型的计算分析,获得壳体最大应力位置和应力分布规律。通过强度校核表明该设计是安全的,最后对壳体进行优化设计。

摘要：为了解决某种型号的全封闭往复式压缩机舌簧阀颤振和工作性能较低的问题,采用了数值仿真和实验两种方法对该种型号的往复式压缩机进行了研究。通过建立该种型号往复式压缩机的吸、排气系统的数值仿真计算模型,利用流固耦合仿真软件对往复式压缩机的工作性能进行了仿真计算分析。研究结果表明该种型号的往复式压缩机吸气功率损失为0.9886 W,排气功率损失为4.184 W,循环指示功率为58.98 W。吸气舌簧阀的运动位移最大值为2.13 mm,在吸气过程中发生了颤振和延迟关闭现象。排气舌簧阀的运动位移最大值为0.216 mm,在排气过程中也发生了颤振,但未出现延迟关闭现象。最后通过实验验证了往复式压缩机的数值仿真模型的合理性,从而为研究该种型号往复式压缩机的工作性能提供了一种可靠的方法。