基于非牛顿流体的涡轮输出性能影响研究

1

作者 夏雨生 张玉霖 +2 位作者 周传喜 管锋 田海锋 《石油机械》 北大核心 2025年第2期23-30,共8页

涡轮钻具作为重要的井下动力钻具,具有良好的发展前景,钻井液流变性对其输出性能具有十分重要的影响。将钻井液认定为非牛顿流体,利用五次多项式的方法对叶片的线型进行构造,基于四参数流变模式建立了本构方程,探究不同稠度系数、流动... 涡轮钻具作为重要的井下动力钻具,具有良好的发展前景,钻井液流变性对其输出性能具有十分重要的影响。将钻井液认定为非牛顿流体,利用五次多项式的方法对叶片的线型进行构造,基于四参数流变模式建立了本构方程,探究不同稠度系数、流动指数、密度的钻井液对涡轮内流场分布及输出性能的影响关系。通过正交试验、采用极差分析法,把涡轮的效率作为主要的评价因素,选取了效率最高的钻井液参数,分析得出各因素对效率影响的主次关系,其中密度影响大于稠度系数影响大于流动指数影响。将各因素与效率之间的相关性进行分析,得到效率与密度之间有显著的正相关关系,与稠度系数和流动指数之间存在负相关关系。研究结果可以反演涡轮叶片的优化设计,并可以为现场钻井液的选取提供依据。 展开更多

关键词 涡轮钻具 非牛顿流体 流场分布 输出性能 正交试验

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海洋修井机井架有限元分析及结构优化 被引量：19

2

作者 周传喜 张延水 南丽华 《石油机械》 北大核心 2008年第9期54-57,共4页

为了将海洋修井机改造成可钻调整井的钻修井机,必须依据现有修井机的设备能力和已具备的顶部驱动钻井装置,针对钻调整井的钻井参数,对其支撑系统等进行校核计算。利用ANSYS软件对某海洋修井机井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应... 为了将海洋修井机改造成可钻调整井的钻修井机,必须依据现有修井机的设备能力和已具备的顶部驱动钻井装置,针对钻调整井的钻井参数,对其支撑系统等进行校核计算。利用ANSYS软件对某海洋修井机井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。分析结果表明,几种极限工况下的强度不能满足要求,必须对井架采取结构加强。提出了井架结构优化和顶驱系统安装方案,通过有限元计算和结构干涉模拟,方案满足安全使用要求。 展开更多

关键词 海洋修井机 井架 有限元法 结构优化

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海洋修井机井架稳定性计算研究 被引量：11

3

作者 周传喜 郭伟 南丽华 《石油机械》 北大核心 2009年第8期48-50,共3页

对某海洋修井机井架进行了应力集中扫描检测,并利用ANSYS软件对该井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。结果表明,个别杆件应力集中程度较严重,最大钩载工况下,井架强度满足要求。对该井架进行稳定性校核,其局部稳定性和整... 对某海洋修井机井架进行了应力集中扫描检测,并利用ANSYS软件对该井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。结果表明,个别杆件应力集中程度较严重,最大钩载工况下,井架强度满足要求。对该井架进行稳定性校核,其局部稳定性和整体稳定性足够。考虑应力集中条件下对井架整体稳定性进行计算,结果表明应力集中对井架的整体稳定性有一定的削弱作用。 展开更多

关键词 海洋修井机 井架 金属磁记忆检测 稳定性 应力集中

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海洋钻修机井架承载能力评估系统研发

4

作者 蒋林彤 周传喜 +3 位作者 彭涛 唐远志 欧锦坤 何秀栋 《石油和化工设备》 CAS 2024年第8期31-36,30,共7页

为了保障在海洋工作的石油钻修机井架的结构安全性,结合ANSYSAPDL命令流和井架承载能力评估方法,建立井架承载能力可视化有限元模型,研发了一套海洋钻修机井架承载能力评估系统。该软件系统以Python语言为基础来设计相关用户界面,主要包... 为了保障在海洋工作的石油钻修机井架的结构安全性,结合ANSYSAPDL命令流和井架承载能力评估方法,建立井架承载能力可视化有限元模型,研发了一套海洋钻修机井架承载能力评估系统。该软件系统以Python语言为基础来设计相关用户界面,主要包括:井架实时评估模块、回溯评估模块、井架等级评定模块、有限元分析结果数据库和在线应力测试数据库。该软件一方面实现井架的有限元计算,能够查找到不同载荷下井架的各项数据和保存,同时可以不间断的与现场加载应力测试数据对井架进行稳定性分析和承载能力评估,从而达到对井架的实时监控,保证其使用的安全性。该软件系统对井架的承载能力客观评估对保证钻井过程的稳定运行和于井下的施工作业有着十分重要的影响。 展开更多

关键词 钻修机井架 承载能力 软件开发 评估

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附壁式空化射流解堵工具的研制

5

作者 卢俊宇 孟金鹏 +3 位作者 贺俊伟 季楷博 熊俊伟 周传喜 《石油和化工设备》 CAS 2024年第3期96-100,共5页

目前,在石油开采过程中,储层堵塞问题一直存在。其中,针对产层内存在物性夹层和近井带污染导致的油井产能低的问题,本文提出了一种适用于储层改造的附壁式空化射流解堵工具。解堵工具主要由上壳体、下壳体、支撑元件、侧喷射流元件和直... 目前,在石油开采过程中,储层堵塞问题一直存在。其中,针对产层内存在物性夹层和近井带污染导致的油井产能低的问题,本文提出了一种适用于储层改造的附壁式空化射流解堵工具。解堵工具主要由上壳体、下壳体、支撑元件、侧喷射流元件和直喷射流元件等部件构成。通过SolidWorks软件,对射流元件的喷嘴深宽比、侧壁张角和劈距等结构参数进行调整优化;通过ANSYS软件,对解堵工具的脉冲射流和空化射流进行流场模拟分析;通过数值模拟分析,验证了该设计方案的合理性。结果表明,解堵工具空化射流距离随着脉冲信号而呈现周期性波动。该研究方案有望为储层解堵和油井增产提供新的设计思路。 展开更多

关键词 石油储层堵塞 解堵工具 脉冲射流 空化射流

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脉冲对空化射流影响机理研究 被引量：5

6

作者 周传喜 陈伟华 +3 位作者 潘忠义 管锋 刘先明 万锋 《石油机械》 北大核心 2022年第11期30-36,42,共8页

由于脉冲对空化效果的作用机理尚不清晰、相关研究鲜有涉及,利用Visual Studio软件对Workbench Fluent进行二次开发,建立了空化喷嘴有限元计算模型,开展了不同脉冲射流类型、幅值和周期下的空化特性研究,揭示了脉冲射流对空化效果的影... 由于脉冲对空化效果的作用机理尚不清晰、相关研究鲜有涉及,利用Visual Studio软件对Workbench Fluent进行二次开发,建立了空化喷嘴有限元计算模型,开展了不同脉冲射流类型、幅值和周期下的空化特性研究,揭示了脉冲射流对空化效果的影响规律。研究结果表明:脉冲射流对空化的形成具有较大促进作用,在出口淹没区域形成了第2次空化现象;不同脉冲类型形成的空化效果有明显的区别,适用于不同的工况;脉冲幅值越大,空化作用越强;脉冲周期对第1次空化影响较小,对二次空化影响较大,其中对低幅值脉冲二次空化作用影响较小,对高幅值脉冲二次空化作用影响较大,即随着脉冲周期的增长,高幅值脉冲二次空化作用显著减弱。研究结果可为指导空化射流类工具的设计以及工程应用中流体参数控制提供理论依据。 展开更多

关键词 脉冲射流 二次空化 参数影响 空化射流

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页岩气水平井压裂连续管滑套开关工具的研制 被引量：11

7

作者 周传喜 郭伟 +4 位作者 管锋 魏世忠 阳婷 徐健 苗军功 《石油机械》 2015年第5期72-76,共5页

页岩气井可通过电缆射孔与机械封隔器层间封隔,通过依次投球,打开压裂滑套,实现多级压裂改造。但是该技术需要下球座投球封堵影响到采油通道的直径,且下入开关工具的时候均需要精确定位,无法很好满足目前页岩气井压裂的发展需求。为此,... 页岩气井可通过电缆射孔与机械封隔器层间封隔,通过依次投球,打开压裂滑套,实现多级压裂改造。但是该技术需要下球座投球封堵影响到采油通道的直径,且下入开关工具的时候均需要精确定位,无法很好满足目前页岩气井压裂的发展需求。为此,通过工艺分析,研制了液压式滑套开关工具来配合固井水泥+开关滑套多段压裂技术使用,并对此液压开关工具进行了三维设计,结构有限元分析和流动分析,验证了该工具结构的合理性。试验测试结果表明,该工具可在较小压力下实现滑套的打开和关闭,其设计原理正确,技术性能可靠,现场操作方便,开启关闭滑套的成功率高。 展开更多

关键词 页岩气 压裂 连续管 滑套开关工具 水平井

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井筒温度对含缺陷套管抗挤强度的影响 被引量：7

8

作者 周传喜 田海锋 +2 位作者 郭伟 管锋 刘先明 《石油机械》 北大核心 2022年第10期142-148,共7页

为研究缺陷和温度共同作用下套管的抗挤强度变化规律,在套管抗挤强度分析的基础上,建立了磨损套管和腐蚀套管有限元模型,分析了套管磨损量、壁厚、腐蚀坑深度和腐蚀坑半径对套管抗挤强度的影响,并依据分析结果建立了N80钢级套管抗挤强... 为研究缺陷和温度共同作用下套管的抗挤强度变化规律,在套管抗挤强度分析的基础上,建立了磨损套管和腐蚀套管有限元模型,分析了套管磨损量、壁厚、腐蚀坑深度和腐蚀坑半径对套管抗挤强度的影响,并依据分析结果建立了N80钢级套管抗挤强度预测模型。研究结果表明:相同温度下,套管磨损率等量增加,套管抗挤强度出现明显下降且下降幅度逐渐变小;相同温度下,保持套管腐蚀深度等量增加,套管抗挤强度持续下降,下降幅度相差不大;套管的壁厚、磨损率、腐蚀半径和腐蚀坑深度对抗挤率基本没有影响,抗挤率只与温度相关;建立的缺陷套管抗挤强度预测模型在20~200℃的温度范围内,可对套管抗挤强度进行预测,可靠性较高。研究结果可为套管设计和现场应用提供指导。 展开更多

关键词 缺陷套管 抗挤强度 井筒温度 腐蚀坑 抗挤率 有限元

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往复泵动力端运动机构的优化设计和运动仿真 被引量：4

9

作者 周传喜 张利华 张志海 《石油机械》 北大核心 2011年第10期190-191,193,共3页

往复泵动力端曲柄滑块机构中各杆件尺寸的不同组合将会直接影响其动力性能。为此,建立了往复泵曲柄滑块机构尺度综合几何模型和运动分析几何模型,并采用MS Mathematics软件对这2个模型进行分析。结果表明,该软件对曲柄滑块机构进行运动... 往复泵动力端曲柄滑块机构中各杆件尺寸的不同组合将会直接影响其动力性能。为此,建立了往复泵曲柄滑块机构尺度综合几何模型和运动分析几何模型,并采用MS Mathematics软件对这2个模型进行分析。结果表明,该软件对曲柄滑块机构进行运动仿真的实现过程与尺度综合优化过程类似;可以快速准确地获得曲柄滑块机构的多组杆长组合,分别对多组解进行运动仿真,并综合运动特性,从中选择最优解。实例计算表明,采用MS Mathematics软件对曲柄滑块机构进行运动仿真简单快捷,数据准确。这为机构进行进一步动力学研究奠定了基础。 展开更多

关键词 往复泵 动力端 曲柄滑块机构 尺度综合 优化设计 运动仿真

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含内在缺陷海洋钻修机井架实际承载能力研究 被引量：2

10

作者 周传喜 郭伟 《石油机械》 北大核心 2011年第1期47-50,共4页

针对含初始缺陷井架承载能力评估修正模型的不足,考虑海洋钻修机井架普遍存在应力集中这一内在缺陷,通过有限元分析计算,引入损伤系数的概念,构建海洋钻修机井架实际应力计算模型,并与现场实际模型对比,修正了理论模型。结果表明,应力... 针对含初始缺陷井架承载能力评估修正模型的不足,考虑海洋钻修机井架普遍存在应力集中这一内在缺陷,通过有限元分析计算,引入损伤系数的概念,构建海洋钻修机井架实际应力计算模型,并与现场实际模型对比,修正了理论模型。结果表明,应力集中这一内在缺陷对井架的承载能力影响较大,尤其对使用年限较长的井架必须考虑加固或更换。结合考虑损伤的海洋钻修机井架实际应力计算模型,对井架实际承载能力进行了评估。结果表明,建立的评估模型正确,可用于海洋钻修机井架实际承载能力的评估。 展开更多

关键词 海洋钻修机 井架 内在缺陷 应力集中 评估模型

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三曲柄环板减速器CAD系统的研究与开发 被引量：1

11

作者 周传喜 管锋 陈立立 《煤矿机械》 北大核心 2014年第4期222-224,共3页

三曲柄环板减速器是在三环减速器的基础上开发的一种新型传动装置,其主要优点是能克服三环减速器的"死点"现象,具有广泛的应用前景。该研究开发了一个适用于三曲柄环板减速器设计的CAD系统,可以方便、快速、准确地完成三曲柄... 三曲柄环板减速器是在三环减速器的基础上开发的一种新型传动装置,其主要优点是能克服三环减速器的"死点"现象,具有广泛的应用前景。该研究开发了一个适用于三曲柄环板减速器设计的CAD系统,可以方便、快速、准确地完成三曲柄环板减速器的二维及三维设计,提高了设计效率和质量,缩短了设计周期。同时该CAD系统的开发对此种减速器的实物制造有一定的指导意义。 展开更多

关键词 三曲柄环板减速器 参数化 三维设计

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游梁式抽油机连杆机构尺度综合优选方法 被引量：1

12

作者 周传喜 易先中 曹宁娜 《石油机械》 北大核心 2010年第10期40-42,共3页

为了判断游梁式抽油机的动力性能优劣,提出了游梁式抽油机连杆机构尺度综合优选方法。建立了尺度综合的数学模型,介绍了尺度综合的优选过程。并据此对抽油机的运动特性进行分析,认为可根据悬点的系列位移、速度及加速度曲线,对抽油机的... 为了判断游梁式抽油机的动力性能优劣,提出了游梁式抽油机连杆机构尺度综合优选方法。建立了尺度综合的数学模型,介绍了尺度综合的优选过程。并据此对抽油机的运动特性进行分析,认为可根据悬点的系列位移、速度及加速度曲线,对抽油机的运动特性进行分析。实例计算结果表明,用最优尺度综合产生的抽油机悬点最大加速度曲线变化更加平稳,峰值更小;以此设计的抽油机运动更加平稳,有一定的节能效果。该方法也可用于类似四连杆机构的设计。 展开更多

关键词 抽油机 连杆机构 尺度综合 优选 运动分析

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直动推杆式直线减速器齿条强度的有限元分析 被引量：1

13

作者 周传喜 黄清世 《石油矿场机械》 北大核心 2001年第2期21-23,共3页

为了进一步完善直动推杆式直线减速器的设计计算理论 ,将在分析此减速器的受力及压力角的基础上 ,进行强度计算。以该直线减速器的关键构件——稀、密齿条为研究对象 ,应用二维有限元计算方法 ,求出了两齿条内部的应力分布状况 ,得到了... 为了进一步完善直动推杆式直线减速器的设计计算理论 ,将在分析此减速器的受力及压力角的基础上 ,进行强度计算。以该直线减速器的关键构件——稀、密齿条为研究对象 ,应用二维有限元计算方法 ,求出了两齿条内部的应力分布状况 ,得到了具有实际意义的结论。 展开更多

关键词 活齿传动 直线减速器 齿条 强度 有限元法 直动推杆式

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直动推杆式直线减速器齿条易加工曲线分析

14

作者 周传喜 黄清世 《石油机械》 北大核心 2001年第1期19-20,2-1,共2页

介绍了直动推杆式直线减速器齿条的三种易加工曲线 ,即用正弦机构实现的余弦曲线、用对心曲柄滑块机构实现的两种余弦曲线的组合曲线和用偏心刀具滚切实现的短幅摆线。给出了各种曲线的数学表达式 ,分析比较了各曲线的最小曲率半径 ρmi... 介绍了直动推杆式直线减速器齿条的三种易加工曲线 ,即用正弦机构实现的余弦曲线、用对心曲柄滑块机构实现的两种余弦曲线的组合曲线和用偏心刀具滚切实现的短幅摆线。给出了各种曲线的数学表达式 ,分析比较了各曲线的最小曲率半径 ρmin、最大速度vmax、最大加速度amax及最大的最小压力角 (αmin) max。得出的结论是 ,三种曲线中 ,余弦曲线的最小曲率半径值最大 ,最大速度与最大加速度值最小 ,这符合曲线性能的最好条件。从曲线的综合条件看 ,认为应采用余弦曲线作为直动推杆式直线减速器齿条的齿廓曲线。 展开更多

关键词 推杆 机械传动 直线减速器 齿条齿廓 曲线特性 加工

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直动推杆式直线减速器齿条齿廓加工方法

15

作者 周传喜 管锋 黄清世 《石油矿场机械》 2005年第2期45-47,共3页

文章介绍了直线减速器中稀、密齿条加工设备的一种可行方案,在该方案中提出了挂轮的新设计方法,并且用实例验证了用较少的齿轮数目,可实现尽可能多的传动比要求,为这种直线减速器加工设备的研制提供了理论基础。

关键词 机械传动 活齿传动 齿条 加工装置

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连续管钻井水力参数计算软件开发 被引量：8

16

作者 管锋 马卫国 +2 位作者 周传喜 徐健 夏忠伟 《石油机械》 北大核心 2014年第3期29-32,共4页

鉴于我国目前还没有连续管钻井水力参数计算软件的现状,结合现场作业条件、前期计算模型分析和试验研究结果,编写了连续管钻井水力参数计算软件,并对软件的实用性进行了验证。软件采用菜单框架结构,一级框架采用菜单形式,二级菜单的引... 鉴于我国目前还没有连续管钻井水力参数计算软件的现状,结合现场作业条件、前期计算模型分析和试验研究结果,编写了连续管钻井水力参数计算软件,并对软件的实用性进行了验证。软件采用菜单框架结构,一级框架采用菜单形式,二级菜单的引出全部采用窗体形式,充分考虑油田现场实际和操作人员要求,力求操作简单,界面简洁,功能完整。根据相关参数,软件可以对连续管钻井所需最小泵压和合适排量选择提供帮助。实例验证结果表明,该软件可以很好地实现预定功能,对现场作业起到指导作用。 展开更多

关键词 连续管钻井 水力参数 软件开发 系统泵压 合适排量

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海洋钻机井架承载能力及结构补强分析 被引量：7

17

作者 管锋 周传喜 +3 位作者 张晓雅 马卫国 吴文秀 易先中 《石油机械》 北大核心 2014年第4期20-24,29,共6页

将现有井架的评估理论、相关标准与计算机辅助设计及分析技术结合起来,对海洋钻机井架承载能力进行了评估,并依据评估结果提出了井架结构补强方案。结合相关的钢结构承载能力评估理论,编写了命令流程序,通过工程软件的后处理将井架的实... 将现有井架的评估理论、相关标准与计算机辅助设计及分析技术结合起来,对海洋钻机井架承载能力进行了评估,并依据评估结果提出了井架结构补强方案。结合相关的钢结构承载能力评估理论,编写了命令流程序,通过工程软件的后处理将井架的实际承载能力图形化显示。将现场实测的部分应力集中杆件按缺陷杆件处理,并进行了有限元分析,结果显示井架承载能力比未考虑应力集中缺陷的计算值略小,说明应力集中对井架承载能力的影响很小,可以不予考虑。要使井架承载能力达到4 500 kN并有明显提升,在进行结构补强设计时推荐在井架上体4个H型钢主腿的正面和背面均焊接10 mm厚的钢板进行加固。 展开更多

关键词 海洋钻机 井架 承载能力 评估理论 结构补强 线性外推法

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基于SolidWorks三曲柄单环减速器三维建模及环板的有限元分析 被引量：5

18

作者 管锋 周传喜 +1 位作者 易先中 骆广 《煤矿机械》 北大核心 2013年第3期265-267,共3页

在简单介绍了三曲柄单环减速器的主要结构及其基本工作原理的基础上,以SolidWorks为支撑平台,利用SolidWorks软件对三曲柄单环减速器的各主要零部件进行了三维实体建模及整机虚拟装配,从而以此来检验前面设计中各主要参数计算的正确性... 在简单介绍了三曲柄单环减速器的主要结构及其基本工作原理的基础上,以SolidWorks为支撑平台,利用SolidWorks软件对三曲柄单环减速器的各主要零部件进行了三维实体建模及整机虚拟装配,从而以此来检验前面设计中各主要参数计算的正确性。最后利用SolidWorks simula-tion插件进行有限元分析,得到了减速器中的关键部件—环板的应力、位移分布图,为环板的设计提供了有力的依据。 展开更多

关键词 SOLIDWORKS 三曲柄单环减速器 三维建模 虚拟装配 有限元

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平行直动推杆式直线减速器受力分析 被引量：7

19

作者 张传立 黄清世 +1 位作者 肖志宏 周传喜 《石油机械》 北大核心 2000年第6期5-7,共3页

平行直动推杆式直线减速器的传动机构事实上就是两个凸轮机构的组合 ,由稀齿齿条、密齿齿条、直动推杆、推杆支架及机架等组成 ,具有横向尺寸紧凑、传动效率高、承载能力大和传动比精确等特点。介绍了这种减速器的结构和工作原理 ,并根... 平行直动推杆式直线减速器的传动机构事实上就是两个凸轮机构的组合 ,由稀齿齿条、密齿齿条、直动推杆、推杆支架及机架等组成 ,具有横向尺寸紧凑、传动效率高、承载能力大和传动比精确等特点。介绍了这种减速器的结构和工作原理 ,并根据变形分析对齿条与推杆滚子间的接触压力分布做了假设。推导出减速器中齿条与推杆滚子、活齿架与推杆之间各构件的受力计算公式 ,并针对某一减速器进行了实例计算 。 展开更多

关键词 机械传动 直线减速器 结构分析 受力分析 抽油机

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带台阶厚壁管类工件水淬的计算机模拟 被引量：2

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作者 管锋 周传喜 陈君若 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2004年第6期590-593,共4页

本文以金属淬火冷却过程的连续过冷沸腾换热理论为基础,利用热分析和热结构耦合分析的有限元算法,以有限元分析软件ANSYS为分析工具,对45钢带台阶厚壁管类工件水淬过程进了计算机模拟,得到瞬态温度场、瞬态应力场以及残余应力场分布,并... 本文以金属淬火冷却过程的连续过冷沸腾换热理论为基础,利用热分析和热结构耦合分析的有限元算法,以有限元分析软件ANSYS为分析工具,对45钢带台阶厚壁管类工件水淬过程进了计算机模拟,得到瞬态温度场、瞬态应力场以及残余应力场分布,并对计算结果进行分析. 展开更多

关键词 水淬 工件 淬火冷却 45钢 厚壁管 钢带 残余应力 热分析 瞬态温度场 计算机模拟

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