本文關(guān)鍵詞：橋塞中金屬密封組件的有限元分析和試驗(yàn)研究

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【摘要】：針對(duì)目前深層開采石油導(dǎo)致的井下工況變得高溫高壓和強(qiáng)腐蝕性的難題,需要設(shè)計(jì)新式的金屬密封組件替代變得不穩(wěn)定的原有的橡膠密封組件。通過參考相關(guān)金屬密封的技術(shù)文獻(xiàn),設(shè)計(jì)了一種新穎的金屬密封套筒結(jié)構(gòu)。并通過Abaqus軟件分析了該密封結(jié)構(gòu)在坐封過程中變形和密封情形,然后利用Isight進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化。最后通過坐封實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果可參考性。主要內(nèi)容如下:(1)根據(jù)井下的工況選擇了合適的密封套筒材料,并設(shè)計(jì)了兩種不同的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)要介紹了這兩種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及密封原理。選擇出其中徑向變形量大的結(jié)構(gòu)。(2)運(yùn)用有限元分析軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)分析了密封組件在外層套管約束下的變形和受力情況,得出了套筒徑向變形、接觸應(yīng)力和外加載荷之間的關(guān)系。運(yùn)用Python語言對(duì)Abaqus進(jìn)行二次開發(fā)參數(shù)化建模,得出了密封套筒的七個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)密封套筒上接觸應(yīng)力和最大等效塑性應(yīng)變和的影響(3)運(yùn)用Isight軟件提供的多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)密封套筒的重要尺寸進(jìn)行尺寸優(yōu)化,對(duì)優(yōu)化后的密封套筒建立分析模型并進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明外加載荷與下壓位移的關(guān)系與仿真結(jié)果大致吻合,驗(yàn)證了模擬參數(shù)的準(zhǔn)確性,初步驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：金屬對(duì)金屬密封 橋塞 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 試驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE937
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景和研究的目的及意義11-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 金屬密封元件的有限元模擬分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-36
• 2.1 有限元分析的簡(jiǎn)介和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)18-25
• 2.1.1 有限元方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)18-20
• 2.1.2 Abaqus軟件簡(jiǎn)介20-25
• 2.2 金屬密封套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其密封原理25-28
• 2.2.1 金屬密封套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理25-27
• 2.2.2 密封套筒的密封原理27-28
• 2.3 兩種密封結(jié)構(gòu)的有限元模擬28-35
• 2.3.1 材料的選擇28-29
• 2.3.2 密封結(jié)構(gòu)模型29-34
• 2.3.3 第二種結(jié)構(gòu)的有限元模擬結(jié)果34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 密封套筒結(jié)構(gòu)的尺寸變量分析36-51
• 3.1 原尺寸密封結(jié)構(gòu)的有限元結(jié)果分析36-39
• 3.2 Python介紹39-40
• 3.3 Python語言的參數(shù)化建模和各結(jié)構(gòu)尺寸的影響效果40-49
• 3.3.1 基于python的參數(shù)化建模40-42
• 3.3.2 各結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)密封效果的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響效果42-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第四章 密封套筒結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)對(duì)照51-59
• 4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本概念51
• 4.2 數(shù)學(xué)模型51-52
• 4.3 Isight簡(jiǎn)介及優(yōu)化算法52-54
• 4.4 密封套筒結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化54-55
• 4.5 優(yōu)化后的密封套筒試驗(yàn)對(duì)照55-57
• 4.6 密封套筒的新式加工方法57-58
• 4.7 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1116292