【摘要】：鉸接可控震源作為一種高效的石油物探裝備,憑借其地震信號激發(fā)可控、勘探過程綠色環(huán)保,野外作業(yè)越野能力強等優(yōu)點,現(xiàn)已成為油氣勘探領(lǐng)域的重要裝備。然而鉸接型可控震源受到自身結(jié)構(gòu)特點的制約,在行駛過程中側(cè)向穩(wěn)定性較差,容易發(fā)生側(cè)翻事故,嚴(yán)重影響震源車的勘探效率,造成巨大的經(jīng)濟損失,危機發(fā)生時會威脅到工作人員生命安全�，F(xiàn)階段,可控震源車的側(cè)翻安全保護的措施主要分為兩類:①配備駕駛室被動保護裝置,②安裝防翻預(yù)警系統(tǒng),通過監(jiān)控車體各項運動參數(shù)對比所事先設(shè)定的警報閾值發(fā)出警報,提醒駕駛?cè)藛T安全駕駛。但是兩種方法對鉸接型可控震源整車的穩(wěn)定性并無提升作用。因此,為了提高鉸接震源車穩(wěn)定性,減少該類型工程車輛傾翻事故的發(fā)生,保護工作人員生命安全,本文以動力學(xué)理論分析作為參考依據(jù),以抗側(cè)滾扭桿作為防翻機構(gòu),開展了鉸接可控震源車側(cè)傾穩(wěn)定性分析與防翻機構(gòu)技術(shù)研究。主要研究內(nèi)容與成果如下:(1)開展了鉸接可控震源側(cè)傾穩(wěn)定性研究。以KZ28-AS型震源車為研究對象,以橫向載荷轉(zhuǎn)移率(LTR)的數(shù)值作為確定整車在行駛過程中的側(cè)翻穩(wěn)定性評價指標(biāo),建立了 5自由度的拉格朗日方程組,以可變步長BDF算法求解拉格朗日方程組的數(shù)值解,分析了坡度角、轉(zhuǎn)向速度、行駛速度對側(cè)翻穩(wěn)定性影響規(guī)律,通過極差分析法得出三種因素重要度次序為:坡度角轉(zhuǎn)向速度行駛速度。(2)開展了抗側(cè)滾扭桿防翻機構(gòu)方案結(jié)構(gòu)設(shè)計。建立了基于Adams/car模板的含抗側(cè)滾扭桿的KZ28-AS虛擬樣機模型。利用Adams-MATLAB聯(lián)合仿真分析了扭桿剛度在1.00～2.50MN·m/rad之間變化時,震源車在平地轉(zhuǎn)向,蛇形轉(zhuǎn)向,斜坡轉(zhuǎn)向,道路突變四種危險路況行駛過程中側(cè)傾穩(wěn)定性變化規(guī)律,確定了扭桿剛度取值應(yīng)為1.50MN·m/rad。以此為前提,根據(jù)KZ28-AS可利用的空間安裝尺寸,完成了抗側(cè)滾扭防翻機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計。(3)開展了抗側(cè)滾扭桿有限元安全分析。利用有限元軟件,開展了扭桿彈簧有效長度和預(yù)裝角度變化對扭桿彈簧受力變化影響的對比分析以及疲勞分析。結(jié)果表明,增加扭桿彈簧有效長度,可以提高車體運動的垂向動能轉(zhuǎn)換為扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)勢能的轉(zhuǎn)換率。扭桿彈簧受到最大VonMises應(yīng)力為878.7MPa,小于許用應(yīng)力900MPa的要求。根據(jù)實際需要,預(yù)裝角度在10°～25°之間變化對扭桿彈簧受力變化影響不大,在滿足空間布局條件下均可滿足設(shè)計要求,利用ANSYS Workbench軟件對抗側(cè)滾扭桿進行疲勞壽命預(yù)測,其使用壽命、損傷分布以及安全系數(shù)均符合設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P631.4

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