發(fā)布時間：2017-12-28 05:20

  本文關(guān)鍵詞：大型抽油機(jī)動態(tài)應(yīng)變檢測與分析　出處：《新疆大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 抽油機(jī) 數(shù)字散斑相關(guān)方法 動態(tài)測量 應(yīng)力應(yīng)變

【摘要】：隨著我國制造業(yè)快速發(fā)展,航空航天,石油、船舶、高鐵、風(fēng)電、汽車等行業(yè)重型機(jī)械的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)或復(fù)雜曲面的動態(tài)運(yùn)動過程變形應(yīng)變檢測成為難題。油田抽油機(jī)是石油工業(yè)重要的鉆懫設(shè)備,但抽油機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)整機(jī)工作不正常、部分關(guān)鍵零部件磨損、斷裂失效等問題。由于其長期處于工作狀態(tài)以及自身體積尺寸較大限制,很難針對其工作狀態(tài)及性能及時進(jìn)行判斷和后期針對影響抽油機(jī)工作的重要問題進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。論文依托新疆維吾爾自治區(qū)科技支疆項(xiàng)目“油田大型抽油裝備全尺寸檢測技術(shù)開發(fā)”(2013911032),圍繞油田生產(chǎn)現(xiàn)場快速實(shí)現(xiàn)抽油設(shè)備三維輪廓外形尺寸和變形應(yīng)變檢測進(jìn)行研究。論文針對傳統(tǒng)測量在測量分析抽油機(jī)工作過程中無法實(shí)現(xiàn)動態(tài)、實(shí)時、全局測量的問題,提出基于數(shù)字散斑相關(guān)法,來實(shí)現(xiàn)油田大型抽油機(jī)在實(shí)際工作狀態(tài)下對其動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時測量。運(yùn)用數(shù)字散斑相關(guān)方法(DSCM)技術(shù)現(xiàn)場采集油田抽油機(jī)在實(shí)時工作狀態(tài)下的數(shù)字散斑圖像,并將采集得數(shù)字圖像完成匹配,根據(jù)動態(tài)過程中數(shù)字圖像的灰度值來得到其表面的位移變化情況;獲取的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過處理和對比檢測系統(tǒng),快速解算抽油機(jī)動態(tài)過程中應(yīng)力應(yīng)變變化情況。抽油機(jī)游梁軸承座作為抽油機(jī)關(guān)鍵部位,經(jīng)常出現(xiàn)裂紋等破壞情況,以抽油機(jī)游梁軸承座為例,對其在實(shí)際運(yùn)動過程中進(jìn)行三維動態(tài)測量,得到其動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變變化情況。將抽油機(jī)動態(tài)測量實(shí)際結(jié)果和抽油機(jī)模型通過有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明基于數(shù)字散斑相關(guān)方法測得的應(yīng)變極值分布與有限元模擬分析的結(jié)果整體變化趨勢趨于吻合,同時基于數(shù)字散斑相關(guān)方法測得的應(yīng)力極值分布與有限元模擬分析結(jié)果也趨于吻合。該方法可以精確、高效的得到抽油機(jī)動態(tài)變化情況�，F(xiàn)有設(shè)備由于硬件條件限制實(shí)際未能完成其動態(tài)應(yīng)變測量,通過實(shí)際研究和理論分析制定出相應(yīng)的合理方案。方便后期相關(guān)測試的展開。所測結(jié)果表明,數(shù)字散斑相關(guān)法是一種可以精確獲得抽油機(jī)動態(tài)全場應(yīng)變、應(yīng)力的有效手段。同時為新疆某機(jī)床廠抽油機(jī)后期優(yōu)化設(shè)計,減少危險事故發(fā)生提供重要參考依據(jù)。
[Abstract]:With the rapid development of manufacturing industry in China, deformation and strain detection becomes a difficult problem in the dynamic process of large complex structure or complex curved surface of heavy machinery, such as aerospace, petroleum, shipbuilding, high-speed railway, wind power, automobile and other industries. The oil pump is an important oil industry Zhi drilling equipment, but the problem of oil pumping machine often machine is not working properly, some key components of wear and fracture failure etc.. Because of its long working state and large size limitation, it is difficult to judge its working state and performance in time and optimize the important problems affecting the pumping unit later. This paper relies on the the Xinjiang Uygur Autonomous Region science and technology branch project "the large size oil extraction equipment full scale inspection technology development" (2013911032). Aiming at the problem that traditional measurement can not achieve dynamic, real-time and global measurement in the process of measurement and analysis of pumping units, a digital speckle correlation method is proposed to achieve real-time measurement of the dynamic stress and strain of large pumping units under actual working conditions. Using digital speckle correlation method (DSCM) technology field collection of oil pumping oil machine in digital real-time working condition under the speckle image, and will have to complete the acquisition of digital image matching based on gray value of the image in the digital dynamic process to get the displacement of the surface; obtain the point cloud data through processing and contrast detection system, fast calculation of change of stress and strain pump dynamic process. As the key part of pumping unit, the beam bearing block of pumping unit often appears cracks and other failure conditions. Taking the beam bearing block of pumping unit as an example, the three-dimensional dynamic measurement is carried out in the actual movement process, and the dynamic stress and strain changes are obtained. The pump dynamic measurement results and actual pumping model by comparing the results of finite element analysis results show that the distribution of extreme strain digital speckle correlation method based on the measured results and the finite element simulation analysis of the overall trend is consistent, while the digital speckle correlation method based on the measured stress extreme value distribution and Co. element analysis result tends to coincide. This method can accurately and efficiently get the dynamic change of the pumping unit. The existing equipment can not complete the dynamic strain measurement because of the restriction of the hardware condition, and the corresponding reasonable scheme is made through the actual research and the theoretical analysis. It is convenient for the later related tests to be carried out. The measured results show that the digital speckle correlation method is an effective means to accurately obtain the dynamic full field strain and stress of the pumping unit. At the same time, it provides an important reference for the late optimization design of the pumping unit in a machine tool factory of Xinjiang and reducing the occurrence of dangerous accidents.
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE933.1;TP391.41

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本文編號：1344727