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基于相空间重构的定子绕组端部机械振动信号监测研究
1
作者 郭铨楹 夏成宇 赵蔚文 《现代电子技术》 北大核心 2025年第10期167-172,共6页
定子绕组端部应用的工业环境存在大量的噪声源,且定子绕组端部的机械振动信号特征具有宽动态范围和高随机度的特点,使得振动信号的相空间结构较为复杂,难以准确重构,且无法捕捉到信号的复杂动态行为,这增大了对振动信号监测的难度。为此... 定子绕组端部应用的工业环境存在大量的噪声源,且定子绕组端部的机械振动信号特征具有宽动态范围和高随机度的特点,使得振动信号的相空间结构较为复杂,难以准确重构,且无法捕捉到信号的复杂动态行为,这增大了对振动信号监测的难度。为此,提出一种定子绕组端部机械振动信号监测方法。利用三轴加速度传感器采集定子绕组端部机械振动信号,获取其时频流形特征。结合时频原子与相空间重构法对相空间中各维度上振动信号的时频分布展开重构,准确捕捉信号的复杂动态行为,突出振动信号与正常信号的差异,提高宽动态范围内对信号微小变化的监测敏感度。将增强后的振动信号输入到双向长短期记忆(BiLSTM)网络模型中,实现对定子绕组端部机械振动信号的监测。实验结果表明,采用所提方法后JTFE指标显著降低,说明振动信号的频带能量分布更为集中,能够更加精准地监测振动信号。 展开更多
关键词 定子绕组端部 机械振动信号 相空间重构 振动信号监测 三轴加速度传感器 双向长短期记忆网络 时频流形特征
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基于仿人机械手关节速度反馈的水果硬度在线抓取识别
2
作者 陈家梁 李宁 +2 位作者 刘飞 刘丽莎 宋小刚 《农机化研究》 北大核心 2025年第10期28-35,共8页
针对现有水果分拣技术在非表观信息感知方面的不足,提出了一种基于关节电机速度反馈的仿人机械手硬度感知与分拣方法。通过内置速度编码器获取机械手与水果接触时的运动反馈,建立水果硬度与电机速度之间的映射关系,从而实现对水果成熟... 针对现有水果分拣技术在非表观信息感知方面的不足,提出了一种基于关节电机速度反馈的仿人机械手硬度感知与分拣方法。通过内置速度编码器获取机械手与水果接触时的运动反馈,建立水果硬度与电机速度之间的映射关系,从而实现对水果成熟度的准确识别与分拣。首先,介绍了仿人机械手的整体结构与机械手指的模块化设计,构建了机械手运动学模型,并对手指的工作空间进行了分析,为后续抓取和硬度感知试验提供了理论支撑;然后,基于仿人机械手对不同硬度物体的抓取数据,深入分析了物体硬度与关节电机速度之间的映射关系,得出电机速度的变化能够有效反映物体硬度的结论。通过多次试验验证了映射关系的稳定性与可重复性,为此方法的可行性提供了试验依据。最后,提出了基于关节电机速度反馈的仿人机械手水果分拣方法,并对不同软硬程度的橙子进行分拣试验,结果表明:所提出方法的分拣成功率达到90%,具备有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水果分拣 仿人机械手 硬度感知 抓取 欠驱动 工作空间
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基于COM组件的MATLAB和VB混编方法在机械可靠性工程中的应用 被引量：15
3
作者 马培勇 罗红润 周思柱 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第7期189-191,共3页
MATLAB程序具有强大的科学计算能力,而Visual Basic程序(以下简称VB)在开发友好用户界面的方面简单方便,易于实现。为充分发挥二者优势,介绍一种新型、简便、实用的程序接口技术,利用COM组件生成DLL文件来实现MATLAB与VB的链接,并对圆... MATLAB程序具有强大的科学计算能力,而Visual Basic程序(以下简称VB)在开发友好用户界面的方面简单方便,易于实现。为充分发挥二者优势,介绍一种新型、简便、实用的程序接口技术,利用COM组件生成DLL文件来实现MATLAB与VB的链接,并对圆柱形弹簧变形量进行蒙特卡洛模拟,充分体现MATLAB和VB混合编程的优越性。经计算验证,运算效果较为理想。 展开更多
关键词 MATLAB VB COM 组件 蒙特卡洛模拟 接口技术
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数字孪生技术在油气钻完井工程中的应用与思考 被引量：4
4
作者 冯定 王健刚 +3 位作者 张红 孙巧雷 侯灵霞 苗恩铭 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期26-34,共9页
数字孪生技术在数据实时分析、工程设计优化和设备健康诊断等方面已展现出巨大潜力,成为油气行业数字化转型发展、加速油气行业新一代技术创新的关键技术,但受钻完井工程中软硬件不完善与研究方法不明确的制约,目前尚处于起步阶段。在... 数字孪生技术在数据实时分析、工程设计优化和设备健康诊断等方面已展现出巨大潜力,成为油气行业数字化转型发展、加速油气行业新一代技术创新的关键技术,但受钻完井工程中软硬件不完善与研究方法不明确的制约,目前尚处于起步阶段。在论述油气田钻完井工程数字孪生技术的概念和技术特点的基础上,重点介绍了数字孪生技术在钻完井工程的钻前设计、过程监控、作业培训方面的最新应用进展,提出了数字孪生技术在钻完井工程中的应用构成方案,探讨了数字孪生的关键技术方法;并分析了数字孪生技术在钻完井工程及其相关行业应用中存在的问题,提出了油气行业数字孪生技术发展建议。这可为数字孪生技术在油气行业的应用提供理论基础与方法指导,加速油气行业数字化进程,提升油气田开发效率,推动智慧油田全面构建。 展开更多
关键词 油井 气井 钻井 完井 数字孪生 技术现状 发展思考
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三维可视化HDD钻导向孔钻柱力学分析软件的研制与应用——以3300m长江天然气管道穿越工程为例
5
作者 徐良奎 吴益泉 +3 位作者 于跃洋 周志宏 覃江 江山 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期111-115,共5页
钻导向孔的成功与否是决定3 300m长江天然气管道穿越工程成败的关键,需要对钻导向孔的钻柱进行力学分析,提前判断钻柱的受力情况,并判断钻具组合是否满足施工要求。为此,综合利用传统的软钻柱模型和较新的ABIS模型,研发了HDD钻导向孔钻... 钻导向孔的成功与否是决定3 300m长江天然气管道穿越工程成败的关键,需要对钻导向孔的钻柱进行力学分析,提前判断钻柱的受力情况,并判断钻具组合是否满足施工要求。为此,综合利用传统的软钻柱模型和较新的ABIS模型,研发了HDD钻导向孔钻柱力学分析软件,可进行钻导向孔时钻柱的受力分析和三维图像显示。将该软件与国外常用的Ridgewood Software(RS)软件进行对比,从井口推力及井口扭矩来看,两者的计算结果很接近;同时还将该软件在某管道穿越工程中进行了模拟应用,将软件计算结果与实测数据进行了比较。结果表明:HDD钻导向孔钻柱力学分析软件能够很好地预测钻导向孔时钻柱的力学状态,并能用三维图像直观地显示导向孔内钻杆的变形与应力分布情况。该软件的成功研制与应用,为长江3 300m天然气管道穿越工程钻导向孔的钻具组合提供了技术支持,其国产化对管道穿越工程钻导向孔的设计和大规模的工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 长江 长距离 天然气管道穿越 导向孔 软钻柱模型 ABIS模型 螺旋屈曲 井口推力 井口扭矩
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海底钻井用铁钻工机械臂的工作安全性分析 被引量：1
6
作者 秦赛博 易先中 +4 位作者 张徐文 蔡星星 陈志湘 王利军 张玺亮 《石油机械》 北大核心 2024年第10期74-82,共9页
随着石油勘探开采逐渐由陆地转向海洋,浅海转向深海、超深海,常规的陆地铁钻工已无法在深水海洋平台直接应用。针对该问题,提出一种新型海底钻井系统配套的铁钻工机械臂结构,运用数值仿真模拟的方法对铁钻工机械臂结构的强度、疲劳强度... 随着石油勘探开采逐渐由陆地转向海洋,浅海转向深海、超深海,常规的陆地铁钻工已无法在深水海洋平台直接应用。针对该问题,提出一种新型海底钻井系统配套的铁钻工机械臂结构,运用数值仿真模拟的方法对铁钻工机械臂结构的强度、疲劳强度、刚度、稳定性、抗振性展开安全性分析。研究表明:海底钻井用铁钻工机械臂结构在危险姿态(伸出1.8 m)时的最大von Mises应力为195.45 MPa(小于许用应力[σ]=320 MPa),疲劳强度安全系数n=4.63(大于许用安全系数[n]=2.0);危险姿态下机械臂结构的总弯曲刚度,x、y和z轴方向上的弯曲刚度分别为1.11×10^(10)、1.62×10^(12)、2.43×10^(13)、7.34×10^(10)N·m^(2),符合机械臂结构的刚度要求;机械臂结构的屈曲临界载荷Pcr=915.80 kN,为实际受载的45.79倍,满足结构稳定性要求;随机振动激励作用下机械臂结构有68.23%的概率最大von Mises应力不超过179.77 MPa,满足材料强度安全要求。研究结果验证了新型海底钻井用铁钻工机械臂的结构设计安全可靠,可为海底钻井用铁钻工机械臂的结构设计提供一定参考。 展开更多
关键词 海底钻井 铁钻工机械臂 危险姿态 结构强度 疲劳强度 安全性
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机械式复合冲击器的工作特性分析
7
作者 孙养清 易先中 +4 位作者 万继方 易军 吴霁薇 刁斌斌 陈志湘 《石油机械》 北大核心 2024年第6期29-37,108,共10页
常规冲击器采用的水力脉冲方法存在的冲蚀问题对冲击器的工作寿命影响较大。为此,提出一种机械举升及碟簧蓄能冲击方法并设计了一种机械式复合冲击器,通过实例模型验证了机构的可行性,在此基础上采用理论计算与数值分析相结合的方法对... 常规冲击器采用的水力脉冲方法存在的冲蚀问题对冲击器的工作寿命影响较大。为此,提出一种机械举升及碟簧蓄能冲击方法并设计了一种机械式复合冲击器,通过实例模型验证了机构的可行性,在此基础上采用理论计算与数值分析相结合的方法对其压缩蓄能、扭冲、轴冲特性展开分析。研究结果表明:在10~100 MPa轴向压缩下,数量为11的碟簧组其总变形量增长率是数量为5的碟簧组变形量的约2.66倍,但其等效应力曲线特性相近;扭冲特性与径向冲击力成正比,下轴体端面总速度和总变形量与冲击力均呈线性相关,4对扭转冲击力作用的端面总速度约是2对的2.54倍;摆线轨迹线的举升座在30 r/min的运动状态下,12 mm冲程的最大冲击速度为0.2 m/s,最大冲击加速度为5.6 m/s^(2),为防止冲击过程接触应力过大需合理选择冲程大小,可通过增加扭冲对数、提高组合碟簧数量来增强冲击特性。研究结果可为复合冲击器的设计选型提供理论支撑。 展开更多
关键词 复合冲击器 机械式 轴向冲击 扭转冲击 冲程
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长水平井旋流冲砂工具设计与仿真分析 被引量：1
8
作者 罗有刚 解永刚 +3 位作者 王尚卫 冯定 孙巧雷 陈小顺 《石油机械》 北大核心 2025年第1期62-67,共6页
针对长水平井疏松砂岩油气藏井底出砂以及冲砂液携砂上返时,砂粒受重力影响容易二次沉积,造成卡钻、砂堵等问题,设计了一种可前冲和后冲的旋流冲砂工具。对工具的结构组成及结构原理进行了介绍,结合工具原理,建立了旋流冲砂工具冲砂作... 针对长水平井疏松砂岩油气藏井底出砂以及冲砂液携砂上返时,砂粒受重力影响容易二次沉积,造成卡钻、砂堵等问题,设计了一种可前冲和后冲的旋流冲砂工具。对工具的结构组成及结构原理进行了介绍,结合工具原理,建立了旋流冲砂工具冲砂作业三维仿真模型,确定了冲砂边界条件,开展了冲砂效果数值仿真分析;通过改变前后、后向喷嘴的倾角和直径,并结合仿真分析对工具结构参数进行了优选。研究结果发现:前向喷嘴倾角为45°、后向喷嘴倾角为135°、前向喷嘴和后向喷嘴直径均为8 mm的条件下,砂粒的悬浮效果最好,悬浮的大部分砂粒可以由冲砂液携带至较远距离,冲砂作业效率较高,冲砂效果较好。研究结果可为长水平井冲砂洗井作业效率的提高提供参考。 展开更多
关键词 长水平井 旋流冲砂工具 仿真分析 喷嘴结构 参数优选
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复合式三相旋流分离器分离性能分析
9
作者 黄天成 王雨彤 +3 位作者 姚周坤 周思柱 龚俊霖 袁新梅 《石油机械》 北大核心 2025年第5期117-124,共8页
为提高旋流器的分离性能,设计了一种复合式三相旋流分离器。通过数值模拟分析了3个主要结构参数对该旋流器分离性能的影响;根据单因素分析结果,利用正交试验进行试验设计,并对结果进行方差分析。研究结果表明:随着一级旋流腔长度和二级... 为提高旋流器的分离性能,设计了一种复合式三相旋流分离器。通过数值模拟分析了3个主要结构参数对该旋流器分离性能的影响;根据单因素分析结果,利用正交试验进行试验设计,并对结果进行方差分析。研究结果表明:随着一级旋流腔长度和二级旋流腔插入深度的增加,复合旋流器的总分离效率呈现先上升后下降的趋势;随着上锥角的增大,总分离效率呈现逐渐下降的趋势。分析得到旋流器对应的最佳结构尺寸为:一级旋流腔长度为90 mm,二级旋流腔插入深度为20 mm,上锥角为0°;3个结构参数对旋流分离器分离效率的影响权重排序为二级旋流器腔插入深度>一级旋流腔长度>上锥角大小。研究结果可为旋流器的结构设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 复合式三相旋流分离器 结构尺寸 旋流腔插入深度 旋流腔长度 上锥角 分离性能
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单双卡瓦坐封对套管力学性能的影响及试验研究
10
作者 董社霞 程文佳 +3 位作者 葛垣 刘洋 贺育贤 易先中 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期215-220,共6页
为了研究不同结构桥塞对套管力学行为的影响规律,保证桥塞的坐封效果,通过理论分析、有限元模拟和试验研究,探讨了铣齿式和镶齿结构卡瓦对P110和P125套管力学性能的影响。基于桥塞卡瓦与套管间的相互作用关系,推导了卡瓦与套管间的支持... 为了研究不同结构桥塞对套管力学行为的影响规律,保证桥塞的坐封效果,通过理论分析、有限元模拟和试验研究,探讨了铣齿式和镶齿结构卡瓦对P110和P125套管力学性能的影响。基于桥塞卡瓦与套管间的相互作用关系,推导了卡瓦与套管间的支持力和摩擦力,并对P110和P125套管材料进行拉伸试验。采用有限元方法模拟铣齿式和镶齿式结构卡瓦下入套管的力学行为,并通过试验验证了两种卡瓦结构的坐封效果。结果表明:铣齿式卡瓦坐封力为85~210 kN时,套管最大应力为780 MPa,套管变形比较严重,且变形方向由内向外扩展,当坐封压力超过210 kN时,卡瓦才能有效坐封套管;镶齿式硬质合金卡瓦在坐封压力为85~210 kN时,接触压力呈锯齿状变化,齿痕较深,能够牢固坐封套管。试验进一步验证了镶齿式硬质合金卡瓦在P110和P125套管中的咬合效果显著优于铣齿式卡瓦;采用硬质合金型卡瓦替代铣齿式卡瓦,可有效达到坐封效果。 展开更多
关键词 卡瓦结构 有限元 力学性能 试验研究
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油气装备数字孪生技术体系构建与应用示范
11
作者 冯定 梁金力 +3 位作者 王健刚 张红 施雷 苗恩铭 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油... 油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油气装备各系统间的关系,结合多学科、多层次、多物理场耦合的描述方法,构建了一套基于结构性能响应和数据实时映射的油气装备数字孪生技术应用的流程体系。以齿轮齿条钻机为研究对象,建立了基于多系统、多尺度、多要素建模准则的齿轮齿条钻机起升系统的数字孪生体,通过应用示范,验证了理论研究的可靠性。研究结果为油气及相关领域装备的性能评估与寿命预测提供了基于数字孪生技术的应用理论依据。 展开更多
关键词 油气装备 数字孪生 机理模型 齿轮齿条钻机
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连续油管注入头链传动系统损伤原因分析
12
作者 冉小丰 刘宇思 +3 位作者 阳婷 郑伟 阮传信 刘少胡 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第10期4086-4092,共7页
注入头是连续油管作业机中驱动连续油管上提下放的关键设备。LG450型注入头作业期间发生故障,拆解后发现链传动系统损伤严重。对链传动系统进行宏微观形貌分析,发现轮齿外侧有弧形刮痕,齿面存在倾斜擦痕。对链轮轮齿进行化学成分检测、... 注入头是连续油管作业机中驱动连续油管上提下放的关键设备。LG450型注入头作业期间发生故障,拆解后发现链传动系统损伤严重。对链传动系统进行宏微观形貌分析,发现轮齿外侧有弧形刮痕,齿面存在倾斜擦痕。对链轮轮齿进行化学成分检测、硬度试验及金相试验,结果显示材料达到工艺要求。对链轮和链条的啮合过程进行有限元仿真,结果显示接触压力分布与失效链轮齿面及侧面摩擦痕迹一致。揭示了该注入头链传动系统失效原因为链条滚子与链轮轴线空间交叉,滚子与轮齿非正常啮合。研究表明链轮链条的运动状态会对注入头工作安全性产生重要影响,对指导注入头设计和加工有重要意义。 展开更多
关键词 注入头 链轮 失效分析 有限元仿真 磨损
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深水测试管柱内管横向动态特性
13
作者 孙巧雷 金雨杰 +2 位作者 刘语维 田杰 冯定 《中国海上油气》 北大核心 2025年第3期244-253,共10页
深水测试管柱的性能直接影响测试系统的安全性。为了掌握深水测试管柱管中管结构中的内管在载荷作用下的横向动态特性,建立了测试管柱管中管三维有限元分析模型,通过搭建管中管力学与流体流动性能测试台架开展实验对比,验证了有限元模... 深水测试管柱的性能直接影响测试系统的安全性。为了掌握深水测试管柱管中管结构中的内管在载荷作用下的横向动态特性,建立了测试管柱管中管三维有限元分析模型,通过搭建管中管力学与流体流动性能测试台架开展实验对比,验证了有限元模型的可靠性;基于该模型进一步分析不同因素对深水测试管柱内管横向振动响应的影响。结果表明:(1)内管壁厚对内管的影响明显,壁厚增加,在各个时刻,内管位移响应减小,且随时间呈周期性变化特征;(2)波浪波高增加在一定程度上增大了波流载荷,内管的位移响应增大但振动周期保持不变;(3)作业水深在1000~1300 m内,不同作业水深工况下,内管30 cm处位移变化的总体趋势基本一致,且随作业水深增加而增大;(4)顶张力有助于增加管柱的整体横向刚度及振动阻尼,增大顶张力,管柱的横向最大变形、位移动力响应均减小。研究为深水测试作业动力学模型的完善以及测试作业的极限工况提供了一定的理论支撑。 展开更多
关键词 深水测试管柱 管中管结构 横向振动 振幅 最大位移
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高速钻头金属密封结构优化设计与试验研究
14
作者 刘洋 黎文奇 佘扬周 《石油机械》 北大核心 2025年第6期75-83,116,共10页
目前关于钻头密封保护垫对密封结构影响的研究较少,缺乏密封垫的结构优化和试验研究成果。为此,结合测试试验和有限元法,研究压装力、端面比压等参数对金属密封系统力学行为和密封性能的影响规律,分析现有密封垫结构密封性能的缺陷,并... 目前关于钻头密封保护垫对密封结构影响的研究较少,缺乏密封垫的结构优化和试验研究成果。为此,结合测试试验和有限元法,研究压装力、端面比压等参数对金属密封系统力学行为和密封性能的影响规律,分析现有密封垫结构密封性能的缺陷,并设计新型密封垫以及对原结构进行改进研究。研究结果表明:与原密封垫结构相比,新型密封垫与供能圈、金属密封环端面的有效接触面积增大,应力分布较均匀,应力集中较小,变形更平稳,在最大窜动量时接触压力满足密封功能要求,还能够有效减轻磨损;力学性能测试和单元密封试验结果表明,新型密封垫结构满足高速牙轮钻头密封要求。研究结果可为增强高速钻头的密封性能和延长使用寿命提供理论和试验依据。 展开更多
关键词 高速钻头 单金属密封结构 供能圈 密封保持垫 材料试验 有限元分析 性能测试
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激光冲击强化下泵头体材料表面残余应力演化仿真及试验研究
15
作者 周思柱 杨子彧 +1 位作者 李林 曾云 《现代制造工程》 北大核心 2025年第6期1-10,共10页
聚焦压裂泵泵头体这一油气开采关键部件的使用寿命问题,采用激光冲击强化技术对泵头体材料30CrNi2MoVA进行表面处理,通过数值模拟和试验验证相结合的方式研究了不同光斑搭接率(30%、50%和70%)对材料表面残余应力分布及力学性能的影响规... 聚焦压裂泵泵头体这一油气开采关键部件的使用寿命问题,采用激光冲击强化技术对泵头体材料30CrNi2MoVA进行表面处理,通过数值模拟和试验验证相结合的方式研究了不同光斑搭接率(30%、50%和70%)对材料表面残余应力分布及力学性能的影响规律。采用仿真的方法分析了激光冲击强化前后泵头体内腔的应力分布情况,并结合材料的S-N曲线计算了疲劳寿命。结果表明,利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)试验测得光斑搭接率为30%、50%和70%的表面残余压应力值分别为-690、-666和-567 MPa,随着光斑搭接率的增大,残余压应力和影响层深度减小;光斑搭接率为30%条件下残余压应力影响层深度达1.580 mm,较其他条件下显著增加;仿真结果与试验之间的误差依次为6.5%、6.2%和8.8%,表明数值模拟结果具有较高的可靠性。同时,光斑搭接率为50%对材料的力学性能提升最为显著,该条件下材料的延伸强度和抗拉强度分别提高了5.3%和3.6%。泵头体内腔的最大等效应力值由激光冲击强化前的599 MPa降低至505 MPa,疲劳寿命由处理前的123651次增加至398107次。该研究为激光冲击强化技术在压裂装备领域的应用提供了重要的理论依据和工艺参考,对提升泵头体使用寿命具有积极意义。 展开更多
关键词 激光冲击强化 残余应力 光斑搭接率 X射线衍射试验
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涡轮钻具四支点接触球轴承结构参数优化设计与磨损仿真分析
16
作者 周思柱 熊紫云 +2 位作者 曾云 刘书杰 马传华 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第14期5840-5848,共9页
涡轮钻具作为能满足深地高温钻井的动力钻具,推力轴承寿命短是影响钻井效率的关键问题。以涡轮钻具中四支点接触球轴承为研究对象和提升其服役寿命为研究目标,基于正交试验设计方法和有限元数值模拟方法,选择滚动体直径、接触角、球组... 涡轮钻具作为能满足深地高温钻井的动力钻具,推力轴承寿命短是影响钻井效率的关键问题。以涡轮钻具中四支点接触球轴承为研究对象和提升其服役寿命为研究目标,基于正交试验设计方法和有限元数值模拟方法,选择滚动体直径、接触角、球组节圆直径三组变量为设计参数,进行了不同结构参数和磨粒磨损寿命之间的正交试验,采用极差分析法确定轴承的最优结构参数。并建立了轴承磨损的温度-位移耦合有限元模型,考虑轴承的摩擦生热,研究了轴向载荷、温度和磨损次数对轴承磨损深度的影响规律。研究结果表明:最优结构参数轴承整体性能提升,缓解了轴承的应力集中情况,减少了轴承的磨损量,优化后结构寿命比初始寿命提高了4.6%。本文方法为该类轴承优化设计提供参考价值。同时分析了不同工况条件对轴承磨损的影响。随着轴向载荷的增大,轴承磨损深度增加;随着磨损次数的增大,磨损深度也呈现增大的趋势;随着井底温度升高,磨损深度先减小后逐渐增加。 展开更多
关键词 四支点接触球轴承 涡轮钻具 正交试验 优化设计
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超深井钻机绳轮疲劳寿命预测
17
作者 易先中 秦赛博 +5 位作者 刘航铭 乐容昌 许志新 皮运松 蔡星星 冀玉松 《特种油气藏》 北大核心 2025年第3期133-141,共9页
针对钻机起升系统重要部件死绳固定器疲劳寿命认识不清的问题,以ZJ150钻机用JZG97型死绳固定器为例,使用有限元法进行了疲劳寿命分析,通过正交实验对死绳固定器薄弱环节(绳轮)处的结构参数进行优选,并建立BP神经网络疲劳寿命预测模型,... 针对钻机起升系统重要部件死绳固定器疲劳寿命认识不清的问题,以ZJ150钻机用JZG97型死绳固定器为例,使用有限元法进行了疲劳寿命分析,通过正交实验对死绳固定器薄弱环节(绳轮)处的结构参数进行优选,并建立BP神经网络疲劳寿命预测模型,预测薄弱部位的疲劳寿命。结果表明:肋板宽度为90 mm、传感器支臂过渡圆角半径为270 mm、肋板厚度为230 mm为最优参数组合,优化后绳轮的疲劳安全系数为1.78,与初始结构相比提高了19.46%。BP神经网络模型整体拟合准确率为97.84%,预测值与模拟值最大误差小于4.870%,BP神经网络具有准确率高、收敛速度快、泛化能力强的特点,可以在不构建复杂函数回归关系的情况下,准确预测死绳固定器的疲劳寿命。该研究对超深井钻井设备死绳固定器的结构优化设计及寿命预测具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 死绳固定器 绳轮 疲劳寿命 正交实验 BP神经网络
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韭菜气力扶禾装置的设计
18
作者 张红 熊龙驰 +2 位作者 颜宏烨 陈禹奇 程强 《包装与食品机械》 北大核心 2025年第1期48-53,共6页
针对目前韭菜收割机在收割韭菜时会出现收割不完整、收割效率低和无法有效收割倒伏韭菜等现象,为提高韭菜的收割效率及完整度,结合韭菜风力敏感特性与种植模式,设计一款气力扶禾装置。在传统锥形筒扶禾装置的基础上设置出风口,以传统直... 针对目前韭菜收割机在收割韭菜时会出现收割不完整、收割效率低和无法有效收割倒伏韭菜等现象,为提高韭菜的收割效率及完整度,结合韭菜风力敏感特性与种植模式,设计一款气力扶禾装置。在传统锥形筒扶禾装置的基础上设置出风口,以传统直接接触的物理扶禾为主,气力间接接触为辅,完成扶禾作业。运用Standard k-epsilon湍流模型,采用有限元软件分析影响出风口速度的3个主要因素:出风口角度、直径与总数量,寻求最佳参数组合。以韭菜倒伏率、茎叶损失率为评价指标,进行田间收割试验。结果表明,当出风口角度为30°、出风口直径为8 mm、出风口总数量为8个时,扶禾效果最好;与传统扶禾装置相比,新型气力扶禾装置的韭菜倒伏率降低3.071%,茎叶损失率降低1.691%,总体满足韭菜的收割要求。研究结果为风力扶禾装置的开发提供理论和试验依据。 展开更多
关键词 韭菜 气力扶正 扶禾装置 仿真分析 收割试验
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基于空气标定的热式流量仪表研制与应用
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作者 刘华成 孙偲 +1 位作者 韩少云 张磊 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期164-168,共5页
热式流量仪表信号源于发热探头与介质之间的热交换量,在同一流速场下受介质类型影响,而国内标定装置的介质一般为空气。为解决热式流量仪表在非空气介质管路中流量测量精度低的问题,从热扩散原理出发,研制了一种基于空气标定的热式流量... 热式流量仪表信号源于发热探头与介质之间的热交换量,在同一流速场下受介质类型影响,而国内标定装置的介质一般为空气。为解决热式流量仪表在非空气介质管路中流量测量精度低的问题,从热扩散原理出发,研制了一种基于空气标定的热式流量仪表,并采用多项式拟合算法对仪表标定数据进行拟合,同时,通过对原理中涉及介质传热的比热容cp、导热系数k等参量进行分析,得到传热特性差异,提出了一种在不同介质工况应用中的信号修正方法,并将修正算法应用到仪表中。本文验证了常温常压空气标定的精度,满足1.0级精度要求,量程比达100!1,并搭建了不同介质的试验平台,将空气标定的仪表在氩气介质条件下开展应用测试。测试结果表明:通过对信号补偿,仪表输出精度显著提升,满足1.5级精度要求。本文方法可有效解决特定空间内非空气流量测量精度低的问题,对于扩大本仪表使用范围及精准测量目标场所气体流量等具有实际应用价值。 展开更多
关键词 热式流量仪表 热扩散原理 多项式拟合 介质传热
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天然气水合物直旋混合射流破碎规律研究 被引量：1
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作者 徐昊 张思 +2 位作者 吴墨染 付悦 付必伟 《石油机械》 北大核心 2025年第2期89-97,共9页
为了提升水合物开采效率,采用Fluent-EDEM耦合计算的数值模拟方法探究喷嘴叶轮槽倾角、叶轮中心孔直径以及混合腔收缩角等结构参数,对直旋混合射流破碎天然气水合物效果的影响。研究结果表明:叶轮槽倾角在40°~60°范围内,直旋... 为了提升水合物开采效率,采用Fluent-EDEM耦合计算的数值模拟方法探究喷嘴叶轮槽倾角、叶轮中心孔直径以及混合腔收缩角等结构参数,对直旋混合射流破碎天然气水合物效果的影响。研究结果表明:叶轮槽倾角在40°~60°范围内,直旋混合射流的破碎性能受叶轮槽倾角的影响程度较小,叶轮槽倾角为50°时,直旋混合射流的破碎效果最好;叶轮中心孔直径影响混合射流中直射流的比例,中心孔直径的增大会导致混合射流的轴向速度增大,切向速度减小,中心孔直径为1 mm时,直旋混合射流的破碎效果最好;混合腔收缩角较大时,混合射流流经收缩段的过程中,过流截面积迅速减小,不利于射流充分混合,较大的收缩角也会增大射流的能量损耗,在80°~120°范围内,收缩角为80°时,直旋混合射流的破碎效果最好。研究结果可为直旋混合射流在天然气水合物开采领域的应用提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 天然气水合物 直旋混合射流 喷嘴 破碎 Fluent-EDEM耦合
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