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应用力学学报

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《应用力学学报》创刊于1984年，是由中华人民共和国教育部主管、西安交通大学主办的力学学术性刊物。主要报道现代力学理论、计算方法和实验技术等在航空宇航科学、航海造船、桥梁隧道、公路铁路、土木建筑、水工港工、矿山冶金、机械化工、防灾减灾、能源环保、生物医学等工程中的应用且具有一定学术水平、创造性和实用价值的创新科研成果。读者对象为应用力学研究人员、工程技术人员、高等院校师生等。 《应用力学学报》现已被荷兰《文摘与引文数据库》（Scopus）、美国《化学文摘》（CA）、《日本科学技术振兴机构数据库》（JST）、《中国科学引文数据库》（CSCD）、《中文核心期刊要目总览》《中国科技论文统计与分析》（年度报告）、《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（科技版）》等多种重要国内外数据库和评价体系定为刊源。刊物连续被评为中国高校百佳科技期刊、陕西省精品科技期刊。
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  • 国内刊号/CN：61-1112/O3
    国际刊号/ISSN：1000-4939
  • 发行周期：双月刊
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  • 主管单位：西安交通大学
    主办单位：国家教育部
应用力学学报-联系信息
  • 主编：陈宜亨
  • 电话：029-82668756
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  • 地址：西安市咸宁西路28号
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应用力学学报 >2025年第1期
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共4384条结果
  • 摘要：以苏州太平金融大厦为工程背景,针对其大跨裙摆屋盖的风荷载作用,首先采用RNG k-ε模型模拟分析了其平均风压分布规律,以及风向变化对屋盖表面风荷载体型系数的影响;其次,引入干扰因子IF,探讨了周边建筑对大跨裙摆屋盖风荷载的气动干扰作用。结果表明:0°风向下,走廊上方屋盖两侧区域出现“上吸下顶”的叠加作用;90°风向下屋盖北侧飘带末端区域受到狭道风效应出现正压集中现象;风向变化对大跨裙摆屋盖的风荷载体型系数分布影响较大;且周围建筑物对大跨裙摆屋盖的气动干扰效应明显,主要表现为风压“遮挡效应”,而局部区域表现为风压“放大效应”。
  • 摘要：输气管道穿越沼泽地低洼地带,在自然下沉或浮力的作用下,易发生变形破坏。因此,需要在设计阶段对沼泽地段的管道进行应力和位移分析。本文根据某区管道的设计资料,建立了相应的应力分析模型,首次采用CAESAR II软件对沼泽地段输气管道进行了数值模拟。结果表明:对于下沉的管道,沉降量在5cm^10cm范围内时,沉降量对管道应力的影响较大(沉降量每增加1cm,应力值增大约30MPa),最高及次高应力均产生在过渡段与沼泽地段的交界处;对于上浮的管道,管道最大应力产生在管道过渡段,而不是沼泽地段。说明对于上浮管道,水浮力的作用可以降低过渡段与沼泽地段交界处的集中应力,且偶然载荷工况下的应力值最高,所以工程中建议:若管道处于上浮状态应重点对偶然上浮载荷工况进行分析。
  • 摘要：研究了在给定频带内随机激励作用下,以结构质量最小为设计目标、以频响幅值为约束的桁架结构动力截面尺寸的优化设计,避免了对外激励作任何假设。在给定的激振频段上,以特定控制点的频响幅值近似代表整个频带上频响函数的变化情况。采用渐进优化方法,通过设计变量的灵敏度分析,使频响函数幅值整体得到有效下降,结构的质量增加最少,间接达到最小值。本方法可使结构的固有频率基本保持不变。最后通过两个典型算例验证了本文所提优化策略和算法的有效性。
  • 摘要：基于三维分形理论,综合考虑弹性变形和塑性变形、弹塑性变形的两个不同阶段,建立了结合面接触热导模型。通过数值仿真,揭示了接触热导与实际接触面积的非线性关系,以及弹塑性变形对结合面接触热导的影响。研究结果表明:弹塑性变形对结合面接触热导具有重要影响,考虑弹塑性变形的接触热导大于仅考虑弹性变形和塑性变形的接触热导;接触热导随着分形尺度参数的增大而减小,随着分形维数的增大而增大。
  • 摘要：在输流管道系统中由结构-流体相互耦合作用导致的管道振动对工业生产的安全性、经济性具有重要影响。工程中常用有限元中的管单元建立管道动力学模型,用附加质量法或顺序耦合方法进行输流管道系统的动力学分析,这种建模和分析方法可能会造成管道中结构-流体相互耦合效应的缺失。本文搭建了输流管道系统的实验平台,分别在管道无水和充水两种状态下进行管道系统模态实验,并将实验结果分别与所建立的无水管道有限元模型和充水管道流固耦合模型分析结果进行了对比,验证了壳单元及实体单元管道动力学模型的合理性。通过实验和数值分析研究其动力特性发现:壳单元动力学模型更合理准确,管道系统由于流固耦合作用的影响产生了新的振动形态;附加质量法分析结果缺失了系统的某些低阶模态,表明了输流管道系统流固直接耦合动力学建模的必要性。
  • 摘要：提出了一种改进型等比数列布点方式研究轴向功能梯度Timoshenko变截面梁的屈曲临界荷载。首先基于Timoshenko梁理论,建立了求解功能梯度材料Timoshenko变截面梁屈曲临界荷载的变系数常微分方程,由微分求积法理论将其转化为标准型的广义代数特征值问题,再采用QR法求解该代数特征方程组,可一次性地计算出轴向功能梯度Timoshenko变截面梁的屈曲临界荷载。数值计算结果表明:当梁上区间单元划分段数N取28时,采用改进型等比数列布点方式和切比雪夫多项式根布点方式时,由微分求积法(DQM)获得的屈曲临界荷载数值解计算精度等价且与实际值完全吻合,证明了本文方法的可行性和计算精度;当N取8和12时,采用切比雪夫多项式根作为布点方式的计算值与实际值误差较大甚至失真,而采用等比数列变步长布点方式时,公比q为控制算法精度的控制参数,通过调整公比q可获得精确值,相对于切比雪夫多项式根作为布点方式,这一优势十分明显。
  • 摘要：对溃坝问题水流间断面的高精度、高分辨率数值模拟是水动力学的重要内容。简单加权本质无振荡(WENO)限制器由"问题单元"及其相邻单元的解重构"问题单元"的解,从而抑制数值解的非物理振荡,能够很好地模拟间断问题。本文详细介绍了简单WENO限制器的基本原理和过程。将简单WENO限制器-Runge-Kutta间断Galerkin方法应用于二维浅水控制方程的求解中,对二维矩形明渠中大坝瞬间全溃、局部溃塌所致的水流运动进行了数值模拟,并将数值计算结果与理论分析进行了比较。计算结果表明,方法能够清晰地捕捉到溃坝全过程中的间断,没有非物理的振荡现象发生,简单WENO限制器-RKDG方法能够很好地模拟溃坝波的演进过程。
  • 摘要：基于极限平衡理论,根据浸润线的位置推导砂土边坡在渗流和地震双重工况下的稳定性解析式,通过程序求解稳定性系数。解析法考虑了地震的振动特性和水压的变化,物理过程更为真实,二者产生的孔隙水压力作用于滑动面,显著地降低了边坡的稳定性,并随水位的增高而作用明显。通过算例比较得出:考虑渗流和地震计算的稳定性系数与动力时程法的结果接近,不同水位下的稳定性系数最大误差不超过5%;而与规范法结果相比,最大误差达14.2%,验证了解析式的合理性。解析法计算思路简单,结果实用,能够为进一步研究边坡的失稳评价提供理论基础。
  • 摘要：研究了求解病态线性方程组的一种简化精细迭代格式和相应的迭代终止准则。首先将线性病态方程组系数矩阵的逆,归结为一矩阵指数的无穷积分形式;然后选择一个固定步长t,建立前述矩阵指数积分在区间[0,2τ]与[0,τ]上的递推关系,并通过区间倍增的方式逼近无穷积分。算法以2~n指数收敛,经过数十次迭代即可获得高精度解,因此具有极高的效率。在迭代过程中解的精度随着积分区间的增加而迅速提高,但当积分区间达到一定程度后,矩阵自乘过程中的误差积累以及矩阵的病态性,反而会导致精度随着区间的增加迅速下降。故一个可行的迭代终止准则,才使得算法具有实际意义。本文以迭代残差为指标,如果该指标连续n次出现增加,则计算停止。n与问题的病态程度及矩阵规模有关,一般情况下n取2即可,最大不超过10。在算例中,n取为5进行计算,都能使得迭代在解较为精确的次数时停止,证明了准则是有效的。
  • 摘要：湖泊蓝藻控制的岸上实验,需要形成类似湖泊的风生流流场。本文通过方案比较,提出了经济可行的物理模拟方法,并利用Fluent对推流器形成的流场进行了三维数值模拟。数值结果表明:标准k-ε双方程湍流模型的计算结果与实验测试结果相符;通过比较多种布置方式下推流器形成速度场的数值结果,选用较为合理的三维推流器方案;通过加设导流板和调节推流器倾角,对该方案进行优化,得到了较为理想的上下环流速度场。
  • 摘要：首次采用水浸相控阵超声检测方法对加工或使用过程中的胶结波纹夹芯板粘结质量进行了无损检测,与射线、激光、常规超声等检测方法相比,该方法具有分辨率高、检测速度快等优点;设计制作了具有2mm^50mm不同尺寸脱粘缺陷的波纹夹芯板试样并进行了漏粘、脱粘缺陷人工检测实验,研究了本文方法的检测可行性和检测精度(精度至少可达2mm)。
  • 摘要：基于一阶剪切理论,利用插值型重构核粒子法对复合材料层合板的自由振动进行了数值分析。由于插值型重构核粒子法的形函数具有离散点插值性和全域高阶光滑性,可直接施加本质边界条件,保证计算精度。通过本文给出的方法,对不同边界条件、不同材料参数、不同边厚比的层合板的振动频率进行了计算,并与已有文献的结果进行了对比,其相对误差均在4%以内,典型算例的计算验证了本文方法的可行性和有效性。
  • 摘要：为研究三点弯曲混凝土梁挠度δ与裂缝口张开位移CMOD的关系,对五组尺寸相同、强度不同的预制切口梁进行三点弯曲试验,获得加载全过程的P-δ曲线和P-CMOD曲线。由于试验中的P-δ曲线和P-CMOD曲线同步测得,取相同P值下对应的δ值与CMOD值,即可得到一一对应的δ值与CMOD关系。分析表明:δ-CMOD关系可分为非线性和线性两部分,采用数值分析确定两部分的拟合参数;针对混凝土强度的影响,提出各参数关于强度的经验公式。最后,通过对不同批次、相同成分的混凝土断裂能对比分析,证实了本文拟合关系的可靠性。采用本文公式由CMOD计算的断裂能G_F^(P-δ(CMOD))的标准偏差为5.93N/m,远小于由挠度实测值计算的断裂能G_F^(P-δ)的标准偏差21.05N/m,且G_F^(P-δ(CMOD))的平均值更接近已知的混凝土的断裂能。
  • 摘要：在极坐标系下,以平衡方程、Mohr-Coulomb屈服条件为基本方程,运用线场分析方法,推导并求解了Ⅱ型平面应力裂纹线附近的弹塑性应力精确解和弹塑性边界(塑性区范围)。该解在弹塑性边界上满足连续条件;在极坐标系下弹塑性边界匹配时不需要变量转换和求解匹配方程,简化了匹配过程。通过与采用经典应力强度因子断裂理论计算的塑性区范围进行比较分析,证明了本文解的正确性。分析结果表明:经典应力强度因子断裂理论塑性区计算的精度受应力荷载大小限制,而本文解在裂纹线附近不受此条件限制。
  • 摘要：利用Ansys/Ls-dyna有限元软件模拟不同打击气压下混凝土SHPB束杆实验,对实验装置模型进行了简化;采用梯形应力脉冲载荷,模拟得到了实验中试件的应力-应变曲线。结果显示:模拟结果与实验结果吻合较好,验证了该方案的可行性;同时试样应力峰值随打击气压增大而增大。对不同幅值梯形应力脉冲加载下的SHPB束杆装置和单杆装置实验进行数值仿真,研究表明:束杆装置中试样应力峰值比单杆装置小一些;随应力脉冲载荷幅值增大,束杆装置中试样应力峰值增长速度要高于单杆装置。
  • 摘要：研究了无限大正交弹性材料中含双周期裂纹的反平面问题,其基本胞元含有三条裂纹,且三条裂纹的中心恰好位于一等腰三角形顶点。运用椭圆函数、保角变换理论、施瓦兹公式获得了该问题应力场的封闭解,并得到了裂纹尖端处的应力强度因子。该问题结果取特殊情形退化对应于单排共线周期裂纹的解答。通过数值算例,分析了双周期裂纹归一化的应力强度因子随双周期裂纹的横向间距和纵向间距之比b/a分别取10、5、2、1时的变化曲线。结果表明:对于一定的横向间距,应力奇异因子随纵向间距的增大而减小,但随着纵向间距的增大,纵向间距对应力奇异因子的影响变得不明显;对于一定的纵向间距,应力奇异因子随横向间距的减小而减小,但随着横向间距的减小,横向间距对应力奇异因子的影响变得不明显。
  • 摘要：为研究型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点的地震损伤性能,对8个节点试件进行低周反复荷载试验研究,结果表明:节点核心区主要发生剪切斜压破坏,试件滞回曲线较为饱满,位移延性系数均值大于3.0,节点表现出较好的抗震性能。同时,基于最大变形和累积耗能的双参数准则,在Park-Ang地震损伤模型研究的基础上,通过引入组合系数α对该模型进行修正,计算节点的地震损伤指数,并以此评估分析再生粗骨料取代率和轴压比对节点地震损伤性能的影响。结合试验研究,将节点的地震损伤性态水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌5类,并给出其相应的量化指标;在此基础上,建立不同性态水平下节点的损伤程度、破坏等级与量化指标的一一对应关系。研究结论可为型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点抗震性能化设计提供参考。
  • 摘要：基于von Kármán几何非线性板理论研究热冲击载荷作用下缺陷功能梯度圆板的动力屈曲及后屈曲。假设功能梯度材料的物理性能参数沿厚度方向按照幂函数形式连续变化。由Fourier热传导定律,采用Laplace变换法和微分方程幂级数解法求得热冲击载荷作用下功能梯度板内的动态温度场。利用幂级数展开圆板轴对称大变形的非线性动力学控制方程,并与Runge-Kutta法相结合进行数值求解,获得中心最大挠度的动力响应和屈曲临界温度。结果表明:随着材料参数和几何缺陷的增大,板发生屈曲的时间提前;临界升温载荷随径厚比和载荷参数的增大而降低。
  • 摘要：运用Hamilton正则方程对层合梁的脱层扩张进行了分析。结合弹性材料修正后的Hellinger-Reissner变分原理和插值函数,构建了八节点层合梁每一层的线性方程;考虑到脱层梁连接界面上应力和位移的连续性,将脱层板离散成上下两层,采用"分离合并"技术建立了脱层情况下梁的控制方程;最后应用Griffth准则,导出了固定载荷情况下梁元脱层前缘的能量释放率。数值算例验证了该模型的正确性,并研究了不同边界、不同脱层深度、不同脱层长度、不同角铺层工况下梁的脱层问题。结果表明:层合梁在脱层过程中,固支边界和简支边界情况区别不大,但在同种边界情况下,脱层的深度越深,脱层能量释放率变化越剧烈;层合梁的不同铺层角度会产生不同的能量释放率,为避免层合梁发生脱层,应尽量使层合梁的铺层角度沿着22 11C/C最大处。
  • 摘要：套管阀是实现全过程欠平衡钻井最为简捷、安全的技术之一,但其面临很难预测和控制关阀后井下动态压力的问题,因此常常在关阀后阀下压力急剧上升,导致无法正常开阀。造成这一客观事实的主要原因是单向封闭管流的特殊多相流动的特征参数预测模型与求解方法的不完善。因此,本文在分析套管阀使用流程的基础上,根据不同的地层介质建立了井下气液两相流动数学模型并采用数值方法得出了规律性的认识。通过数值模拟发现:孔隙性地层在较大的初始欠压值条件下,井下与地层压力平衡时间较短,套管阀下气柱压力更大;而对于裂缝性地层,因不断有钻井液向地层漏失,其地层压力平衡时间较孔隙性地层也更长。针对不同地层在条件,在使用套管阀时需严格控制起下钻作业时间(即井底压力与地层压力的平衡时间),以免由于阀下压力过大造成钻后无法正常打开套管阀。本文研究对于指导套管阀施工作业以及完善全过程欠平衡钻井流动理论均具有积极的意义。
  • 摘要：基于三参数粘弹性地基模型及Reddy高阶剪切变形板理论,用双重Fourier级数形式解求得粘弹性地基上四边简支对称正交及反对称斜交层合板的各模态自由振动频率的解析解,以及这两种层合板在任意横向动荷载作用下动力响应的半解析解。通过参数分析讨论了粘弹性地基参数、边厚比等因素对自振频率及动力响应的影响。结果表明,地基的剪切刚度和压缩刚度提高了板的自振频率而降低了板的振动幅值,地基的粘性作用不可忽略。
  • 摘要：以S809翼型为研究对象,用CFD数值模拟计算的方法研究了在失速条件下,风力机翼型上下表面同时开缝的被动控制策略对翼型空气动力学特性的影响。采用基于速度耦合的SIMPLEC算法进行数值模拟,将四种常用的湍流模型(Spalart-Allmaras、k-e、k-w、k-w-SST)在12°和24°攻角下的计算结果和实验数据对比,得出了最优于翼型计算的湍流模型为k-w-SST。分析了缝隙位置、宽度和斜率对翼型气动性能的影响。结果表明:当开缝位置位于分离点附近时,翼型气动性能最优;当缝隙宽度为弦长的2%时,翼型气动性能最优;当缝隙和弦线的夹角为75°时,翼型气动性能最优,且在攻角超过24°时开缝对翼型的气动性能有不利影响。
  • 摘要：以不完全拱效应为基础,对浅埋隧道松动土压力展开研究。与Terzaghi土拱效应理论的垂直滑移面不同,本文综合考虑国内外对滑移面形式的研究,采用塔形滑移面计算模型,同时考虑主应力旋转角的分布特征,给出松动区内大主应力与水平面夹角分布公式,改进了浅埋隧道松动土压力的计算方法;将塔形滑移面间松动土体侧向土压力系数定义为滑移面上法向应力与平均竖向应力之比,并给出计算表达式;建立出主应力转角与隧道顶部位移的数量关系,进而得到不同拱顶沉降允许值下的平均竖向应力计算方法。将本文松动土压力计算公式同国内外学者提出的计算方法对比,结果相吻合,验证了本文公式的合理性。对公式中主要影响参数(侧向土压力系数、隧道宽高比、相对变形量、滑移面倾角)进行了分析,结果表明:竖向应力?v随着深度z的增加而增加,土拱效应的发挥程度也随着深度z的增加而增大,但其增速逐渐放缓,当达到某一深度(土拱效应完全发挥)后,随着深度z的增加?v趋向于定值;侧向土压力系数K随着土体内摩擦角φ及滑移面倾角α的增大而减小;在一定范围内,随着隧道宽高比B0/h的增大以及相对变形量λ的减小,其表面的竖向应力随之增大。因此,适当的增大浅埋隧道顶部相对变形量、减小隧道宽高比,其所承受的竖向应力随之减小。
  • 摘要：为了提高混凝土细观力学中数值模拟预处理的要求,提出了一种网格预先生成的三维随机凹凸型混凝土骨料建模方法。该方法利用已生成的网格状态进行骨料投放,有效解决了在细观三相介质中网格质量问题。采用随机凹凸型骨料使骨料模型更加接近真实形态,避免了该方法对骨料形貌描述不准确。同时,提出一种四面体分割法来判断空间三维骨料与单元节点的位置关系,进行细观三相介质单元判断,该方法可保证投放的随机性以及级配分布的合理性,三维投放骨料含量可达到65%。采用本文提出的预处理方法,结合混凝土塑性损伤模型,分析了钢筋锈蚀引起的保护层开裂破坏过程,结果表明:受随机骨料的影响,顺筋裂纹的产生具有不确定性。
  • 摘要：在已有文献的基础上,建立了固热化耦合控制方程组,包括固体变形方程、能量守恒方程、质量守恒方程。以COMSOL为平台,引入化学反应工程,重点分析了温度梯度、溶质离子浓度的变化过程。化学腐蚀作用对温度的传输过程影响很大,由此引起岩石空隙出现,使岩石温度扩散较快,400h后使温度梯度降低并趋于平稳。温度梯度和化学反应耦合影响时间不同,温度对化学反应的影响在200h后才体现略明显,化学反应对温度梯度影响的时间是在400h后体现明显,温度升高使化学反应速率提高。在巷道蠕变过程中,pH=3的HCl溶液对岩石温度梯度的影响比pH=10的Na OH溶液对温度梯度的影响要强烈,因此岩石在酸性条件下的蠕变变形比在碱性条件下的蠕变变形大。所以多场耦合作用对巷道的稳定具有重要影响,为进一步研究多场耦合作用下深部巷道长期稳定性提供依据。
  • 摘要：在磁性流体动密封液体中,不相溶的两液体相对运动速度是影响其界面稳定性的主要因素。应用流体运动理论,结合MATLAB仿真,确定了两液体沿旋转轴径向速度分布规律和相对运动速度差的大小。研究结果表明:影响该相对运动速度的因素主要是磁性流体的屈服应力、粘性系数、非牛顿影响系数、旋转轴转速和径向半径,其中非牛顿影响系数和转速最明显,而轴径影响很小;磁性流体与被密封液体相对运动速度差沿轴径呈抛物线分布,说明应用于密封液体的磁性流体具有相应的表观粘度,就能达到与被密封液体的相对运动速度差在界面稳定的阈值范围内。这对深入研究磁性流体与被密封液体的界面稳定性判据及外加磁场的设计具有重要的指导意义。
  • 摘要：利用ANSYS中路径映射方法将压电陶瓷辐射超声波的声压值分布映射到对应的路径上;通过改变路径和角度,并提取数据,分析在79k Hz频率下埋入混凝土中的压电陶瓷进行超声无损检测时声场声能量特性的变化规律。研究结果表明：随着压电陶瓷辐射的声场中扩散角逐渐增加,散射区域增大,声压下降,声能衰减均呈非线性变化,且半扩散角为60°时,声能衰减速度相对较慢;随着压电陶瓷辐射声波传播的距离增大,最大声压和最小声压分布也在发生非线性变化,当半径大于0.09m时,最大声压对应的位置偏离主声轴;当路径对应的半径小于0.08m时,最小声压值对应角度变化较小;当路径对应的半径大于0.08m时,角度变化幅度比较大,大体上是在45°～61°范围内变化;等长度地增加路径对应的半径时,超声波的声能并不是等量减小而是开始时衰减最快,然后逐渐减小。
  • 摘要：《应用力学学报》是由国家科委审批公开发行的中央级学术刊物。本刊自2011年起改为双月刊,双月中旬出版。本刊主要反映现代力学在工程实际中的应用,及时交流运用近代力学理论、计算方法和实验技术在解决工程实际问题中取得的新成果。涉及的内容包括流体、振动、强度等。本刊设有学术论文、研究简报、讨论与探索、综合评述、工程应用等栏目。读者对象为工程技术人员、力学研究人员及高等院校师生。
  • 摘要：基于忽略了梁截面剪切变形和转动惯量效应的Euler-Bernoulli梁理论,研究了轴向力作用下轴向功能梯度变截面梁的横向自由振动问题,将轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率和临界荷载的计算转化为变系数常微分方程特征值问题。运用插值矩阵法可一次性计算出轴向功能梯度变截面梁各阶振动固有频率和临界荷载,分析了轴向荷载对轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率的影响,即轴向压力使梁的第1阶固有频率降低,轴向拉力使梁的第1阶固有频率增大。在简支-简支梁(H-H)边界条件下、不同截面宽锥度系数c_b和截面高锥度系数c_h,且区间划分点数n为40时,本文计算结果与已有文献计算结果之间的最大相对误差不超过0.00768%;在简支-简支梁(H-H)、固端-自由梁(C-F)、固端-固端梁(C-C)这三种不同边界条件下,不同c_b和c_h,且n为40时,最大相对误差不超过0.101%,说明了本文方法的有效性和良好的计算精度。
  • 摘要：针对钻具API接头和双台肩接头的外台肩外径较大,导致钻具与井眼环形空间变小,严重限制钻井专用工具和仪器开发的问题,研制了一种仅副台肩的51/2"FH新型钻具接头。该接头通过取消外台肩结构,减小接头对接部分外径,可以为专用工具和仪器的设计预留空间。基于弹塑性有限元分析和实验测试结果表明:该仅副台肩的新型钻井工具接头设计是可行和可靠的,其静态抗拉强度大于450t,抗扭强度大于60k N·m。另外,本文还给出了该接头推荐工作扭矩和极限工作扭矩。以该接头为基础研制的防磨减扭工具现场应用结果表明:该仅副台肩接头单套工具最长入井时间超过1000h,纯钻时间达到700h以上,工作最大拉力达到220t,最高扭矩45k N·m,其安全性和防磨减扭性能够满足深井、大位移井高扭矩、大摩阻工况对钻井工具高强度的要求。

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