基于ANSYS的鉆機大鉤強度分析
2016-04-05 01:58:10史革盟
現代制造技術與裝備
2016年9期
史革盟
（寶雞文理學院 機械工程學院，寶雞 721016）
基于ANSYS的鉆機大鉤強度分析
史革盟
（寶雞文理學院 機械工程學院，寶雞 721016）
本文建立了大鉤鉤體的實體模型，采用ANSYS有限元軟件進行了鉤體強度分析，相對真實地反映出鉤體的應力和變形情況，得出鉤體最大應力和最大應變位置，為鉤體的理論設計及安全生產提供理論依據。
鉆機大鉤 有限元 強度分析
鉆機大鉤是石油鉆機提升設備的一個主體結構，在鉆井作業中主要作用是起下鉆具、懸持鉆柱、下套管、卡鉆或者遇阻時提拔鉆柱，排除井下事故。鉤體是大鉤最關鍵的承載件，在鉆井作業中承受著從空載到最大鉆柱質量的反復作用力[1-2]。為了保證鉤體設計的合理性和使用安全性，對鉤體的力學性能研究是其設計的核心部分，常規理論計算過程中往往選擇一些典型面進行設計計算，這對整體的把握性有一定的欠缺。本文對大鉤鉤體采用有限元方法進行計算，從而進行應力強度及變形分析。
1 建立大鉤實體模型
1.1 大鉤實體模型
建立完整的大鉤幾何模型并導入ANSYS軟件中，在建模時忽略了鉤扣、鉤體上影響不大的鑄造圓角和實際制造等影響因素。通過簡化鉤體結構可以降低劃分網格單元總數和難度，避免畸形單元的出現，縮短計算時間，但其結構整體的靜力學是等效的[3-5]。
圖1 大鉤實體模型
1.2 鉤體材料的力學性能
大鉤鉤體采用ZG310-570材料，其力學性能見表1。
表1 鉤體材料的力學性能
2 單元網格劃……
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