基于剛柔耦合動力學的泥漿泵動力端疲勞壽命預測與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、泥漿泵在石油鉆探中扮演著舉足輕重的角色，它的主要功能是在鉆井過程中將泥漿或水隨鉆頭注入井下，具有冷卻鉆頭、攜帶巖屑、清洗鉆具、保護井壁等作用，是石油鉆探過程中必不可少的鉆探設備。目前國內使用較為廣泛的石油鉆探泥漿泵類型是三缸作用往復泵，其突出缺點是工作效率低、功能部件壽命短、體積龐大。泥漿泵動力端的性能與尺寸決定著泥漿泵整體的性能及尺寸，而連桿與輸入軸是泥漿泵動力端的重要組成部件，連桿在實際工作過程中承受交變應力作用，受力情況較復雜，而

2、輸入軸是泥漿泵動力端中薄弱零件，強度較小，應力集中。本文首先對連桿和輸入軸進行動力學分析，觀察其應力集中部位，然后對其進行疲勞壽命預測，在保證疲勞可靠性的前提下進行參數(shù)優(yōu)化，從而深入了解泥漿泵整體工作特性及受力狀況，為提高泥漿泵整體性能提供可靠的參考依據支撐。通過連桿和輸入軸進行參數(shù)優(yōu)化，為泥漿泵整體輕量化提供參考依據。
　　本文主要研究內容由以下部分組成:
　　第一部分:泥漿泵動力端剛體動力學分析，運用平面運動學對泥漿泵動

3、力端受力進行分析，探索泥漿泵受力情況及運動規(guī)律。建立泥漿泵動力端的剛體三維模型，并在動力學分析軟件ADAMS中進行運動仿真，獲得泥漿泵動力端連桿與輸入軸的運動學曲線以及受力情況。
　　第二部分:泥漿泵動力端剛柔耦合動力學分析，將連桿和輸入軸在Hypermesh中進行模態(tài)分析為零件在容易發(fā)生共振而產生破壞的區(qū)域和頻率提供數(shù)據參考。建立剛柔耦合動力學模型，運行仿真結果與剛體動力學結果對比，研究柔性體連桿和輸入軸的動力學特性更符合實際情