復(fù)合材料抽油桿在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中,會(huì)發(fā)生老化以及疲勞損傷的問(wèn)題。損傷通常發(fā)生在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,難以直接進(jìn)行觀測(cè),如果無(wú)法確定復(fù)合材料抽油桿的應(yīng)力應(yīng)變水平以及損傷程度,可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)失效、結(jié)構(gòu)破壞等問(wèn)題,頻繁更換抽油桿而不檢測(cè)桿體實(shí)際的健康狀態(tài),則會(huì)造成經(jīng)濟(jì)成本上的極大負(fù)擔(dān)�；诔晫�(dǎo)波的無(wú)損檢測(cè)方法是目前研究的熱點(diǎn),具有檢測(cè)迅速、范圍廣,對(duì)損傷敏感,以及設(shè)備簡(jiǎn)單、成本優(yōu)廉等特點(diǎn),不需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆卸、破壞就可以進(jìn)行檢測(cè)。隨著設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步,還可以進(jìn)行原位檢測(cè),這大大提高了復(fù)合材料抽油桿的有效利用率,并且對(duì)于抽油桿健康狀況的檢測(cè),可以為其壽命評(píng)估以及失效預(yù)警提供依據(jù)。本文主要研究了用作抽油桿的CFRP-GFRP復(fù)合材料雙層桿,發(fā)生環(huán)境老化損傷以及疲勞損傷的超聲導(dǎo)波檢測(cè)方法,主要的研究?jī)?nèi)容有:（1）將CFRP-GFRP復(fù)合材料雙層桿考慮為各向異性多層圓柱,對(duì)其中傳播的超聲導(dǎo)波進(jìn)行了理論分析,根據(jù)橫觀各向同性的圓柱殼中導(dǎo)波特性,提出了多層結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波傳播規(guī)律的假設(shè),同時(shí)在試驗(yàn)中加以驗(yàn)證。（2）分析了作為超聲導(dǎo)波換能器的圓形壓電陶瓷片的力學(xué)模型,其簡(jiǎn)化的有效線力模型應(yīng)用于復(fù)合材料多層結(jié)構(gòu),能夠在不... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

抽油桿現(xiàn)場(chǎng)工作情況圖

屬“帶式”抽油桿。帶式抽油桿由石墨等復(fù)合材料制成了整個(gè)抽油系統(tǒng)的荷載和能量，抗腐蝕、壽命長(zhǎng)且不易維抽油桿。碳纖維抽油桿重量輕、強(qiáng)度高、耐疲勞和耐上升，降低抽油機(jī)在和，延長(zhǎng)檢泵周期，節(jié)能顯著[10]。抽油桿與碳纖維抽油桿的強(qiáng)大性能在現(xiàn)有的油田開采中針對(duì)我國(guó)的油田，開采深度深，開采難度大的特點(diǎn)，顯纖維復(fù)合材料抽油桿[12]相對(duì)玻璃纖維復(fù)合材料桿的力學(xué)復(fù)合材料成本較高，同時(shí)早期的碳纖維依賴進(jìn)口，國(guó)外技居高不下。直至 2008 年后打破國(guó)外技術(shù)封鎖，碳纖維價(jià)抽油桿的開發(fā)才脫離停滯狀態(tài)。即便是碳纖維的價(jià)格達(dá)格依然相對(duì)較高，想要廣泛運(yùn)用于油田采集系統(tǒng)還面臨將玻璃纖維與碳纖維材料混合制成的多層復(fù)合材料纖維合材料[13]，一方面在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面滿足了抽油桿的基本的降低和控制能夠使得這種材料的優(yōu)秀性能能夠在各個(gè)。

3）利用超聲導(dǎo)波在介質(zhì)中損傷前后傳感器信號(hào)之間的差異進(jìn)行分析[35]4）通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)，分析信號(hào)特征及差別，識(shí)別介質(zhì)的損傷情況。動(dòng)導(dǎo)波的監(jiān)測(cè)方法，與其他傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)[33]：1）波形掃射面積廣泛，效率高。不必多點(diǎn)布置傳感器就能對(duì)構(gòu)件進(jìn)行離的監(jiān)測(cè)，如圖 1-3 所示；2）不需要模態(tài)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，不需要考慮參比構(gòu)件的穩(wěn)定性和耐久性問(wèn)3）利用驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)，與傳統(tǒng)的聲發(fā)射被動(dòng)監(jiān)測(cè)相比，可以控率、幅值、波形，并且成分單一，受外界干擾��；4）工作范圍寬，工作信號(hào)的頻率高。相比低頻監(jiān)測(cè)方法來(lái)說(shuō)，高頻振結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷和微裂縫更加的敏感；5）設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)[33]。于超聲導(dǎo)波的復(fù)合材料損傷監(jiān)測(cè)，以研究對(duì)象可以分為兩類：第一類以復(fù)合材料桿為研究對(duì)象，主要研究識(shí)別在不同老化階段的工況下復(fù)合變化，以導(dǎo)波的幅值變化和走時(shí)為監(jiān)測(cè)特征量；第二類，以疲勞損傷的為主要的研究對(duì)象，主要采用導(dǎo)波的幅值、頻譜以及波形變化作為監(jiān)測(cè)勞的工況對(duì)比進(jìn)行分析。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[7]FRP補(bǔ)丁式分層無(wú)損檢測(cè)新方法的理論研究[D]. 羅春霞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
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