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损伤钻杆断裂的有限元仿真分析

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钻杆在作业过程中,需要通过卡瓦夹持,才能顺利作业,但卡瓦在钻杆表面会留下作业损伤.为了防止损伤导致的钻杆断裂,影响结构安全性,以某深井作业钻杆实际工况为例,创建含横向半椭圆形表面裂纹的钻杆有限元模型,数值研究拉扭复合载荷下,3种类型的形状因子沿裂纹前缘的变化规律;通过多项式拟合得到形状因子表达式中对应的系数,进而推导出等效应力强度因子的表达式.仿真计算结果表明,在(0.6～0.8)之间存在一临界形状比,裂纹最深点和边界相邻点处的等效应力强度因子值在此处相等.拟合得到的等效应力强度因子表达式,为进一步研究损伤钻杆表面裂纹扩展和寿命预测提供参考.
Finite Element Simulation Analysis in Fracture of Damaged Drill Pipe

张坤、周井玲、许波兵

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南通大学机械工程学院,江苏 南通 226019

江苏如通石油机械股份有限公司,江苏 南通 226499

钻杆 表面裂纹 临界形状比 等效应力强度因子 断裂

江苏省成果转化基金江苏省产学研合作项目

BA2015129BY2016053-17

2023

机械设计与制造
辽宁省机械研究院

机械设计与制造

CSTPCD北大核心
影响因子：0.511
ISSN：1001-3997
年,卷(期)：2023.387(5)
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