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万向节十字轴数值模拟及结构改进

发布者:鑫程机械  发布日期:2017-09-23


利用有限元数值模拟方法,对十字轴受扭矩载荷进行分析,发现十字轴的应力集中现象主要集中在十字轴轴径有落差和两轴相贯的地方、通过对十字轴中间毛坯进行结构改进,并加大轴颈根部圆弧尺寸,发现应力集中现象明显,可提高十字轴性

    套管开窗是连续油管水力喷射射孔技术前一个重要工艺过程,开窗方式采用钻孔开窗,工艺一般为连续油管+马达+万向节+钻头。其中万向节连接钻头与井下液压马达,通过导向器进入预定开窗位置进行开窗作业,主要起传递扭矩与轴向载荷作用。

    十字轴属于万向节易断裂损坏零件。目前我国对十字轴结构设计一直处于薄弱环节,由于没有合理的手段加以综合分析,导致十字轴出现应力集中现象,严重影响其使用寿命。为此,本文利用大型有限元分析软件ABAQUS,模拟十字轴受扭矩载荷时的应力情况,并对结构进行合理改进。

    (1)利用有限元数值模拟方法,对十字轴受扭矩载荷进行分析,发现十字轴轴径有落差和两轴相贯的地方应力集中现象严重,而中间毛坯位置应力值相对较小;

    (2)通过加大十字轴轴颈根部圆弧尺寸,削减中间毛坯结构,可应力集中现象,提高使用性能,为实际应用提供借鉴作用。


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