基于有限元法的泥漿泵動(dòng)力端概率可靠性分析及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、泥漿泵是鉆探設(shè)備的重要構(gòu)成，在石油鉆井行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。隨著深井和超深井的出現(xiàn)，對(duì)大功率和高壓力泥漿泵的需求也變得越來(lái)越大。然而，隨著大功率泥漿泵在條件嚴(yán)峻的作業(yè)平臺(tái)上工作，其工況也越惡劣，泥漿泵工作的可靠性和結(jié)構(gòu)的合理性問(wèn)題也就亟待解決。泥漿泵動(dòng)力端以曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的較多，其工作的可靠性和尺寸參數(shù)的合理性決定了整個(gè)泥漿泵工作的可靠性和泥漿泵整體的體積及重量。本文針對(duì)保證泥漿泵動(dòng)力端結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的同時(shí)進(jìn)行概率有限元可靠性分析和尺寸參數(shù)

2、優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)對(duì)高壓大功率泥漿泵的需求。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)根據(jù)泥漿泵工作原理，將泥漿泵動(dòng)力端簡(jiǎn)化為曲柄連桿模型，運(yùn)用剛體平面運(yùn)動(dòng)學(xué)理論對(duì)動(dòng)力端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性分析，并結(jié)合實(shí)際參數(shù)對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析。通過(guò)MATLAB得到模型中各構(gòu)件吸排液過(guò)程中運(yùn)動(dòng)特性曲線和受力曲線。
　　2)采用三維實(shí)體造型軟件Pro/E建立泥漿泵動(dòng)力端各零件三維模型，并導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中，結(jié)合動(dòng)力端受力分析進(jìn)行靜力學(xué)有限元分析，

3、得到各分析對(duì)象在最嚴(yán)峻工況下的應(yīng)力。
　　3)考慮動(dòng)力端部分零部件為柔性體，利用ANSYS對(duì)柔性體模態(tài)分析并柔性化后導(dǎo)入裝配好的ADAMS中進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真，得到動(dòng)力端各柔性體的動(dòng)應(yīng)力。
　　4)以有限元軟件ANSYS的概率設(shè)計(jì)求解器為平臺(tái)，對(duì)具有材料、尺寸和載荷隨機(jī)性的連桿進(jìn)行概率有限元可靠性分析，得到連桿工作的可靠度為0.9765。
　　5)針對(duì)連桿概率有限元可靠性分析的結(jié)果和連桿尺寸的不合理，在連桿尺寸公差