基于有限元法的泥漿泵動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)，對大功率和高壓力泥漿泵的需求也變得越來越大。然而，隨著大功率泥漿泵在條件嚴(yán)峻的作業(yè)平臺上工作，其工況也越惡劣，泥漿泵工作的可靠性和結(jié)構(gòu)的合理性問題也就亟待解決。泥漿泵動力端以曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的較多，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。本文針對保證泥漿泵動力端結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的同時進(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)市場對高壓大功率泥漿泵的需求。主要研究內(nèi)容如下:
　　1)根據(jù)泥漿泵工作原理，將泥漿泵動力端簡化為曲柄連桿模型，運(yùn)用剛體平面運(yùn)動學(xué)理論對動力端進(jìn)行運(yùn)動特性分析，并結(jié)合實(shí)際參數(shù)對曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析。通過MATLAB得到模型中各構(gòu)件吸排液過程中運(yùn)動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、得到各分析對象在最嚴(yán)峻工況下的應(yīng)力。
　　3)考慮動力端部分零部件為柔性體，利用ANSYS對柔性體模態(tài)分析并柔性化后導(dǎo)入裝配好的ADAMS中進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真，得到動力端各柔性體的動應(yīng)力。
　　4)以有限元軟件ANSYS的概率設(shè)計(jì)求解器為平臺，對具有材料、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