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塑料波纹管的力学性能分析

来源:塑料波纹管分析 作者:塑料波纹管厂家 发布日期:2018-06-05

  塑料波纹管形状复杂,在用解析法求解塑料波纹管力学特性时需作一些假设,求解出来的解析解为近似解。而有限元法的优势就是求解异形构件,不管塑料波纹管形状多么复杂,无论单壁塑料波纹管、双壁塑料波纹管、多层塑料波纹管都可以通过有限元法求解力学特性。

  塑料波纹管胀形力学特性主要是指塑料波纹管液压胀形过程中,塑料波纹管在管内液压作用下产生弹塑性变形,使塑料波纹管由波纹状胀形成圆形过程中的力学特性。建立有限元模型,并根据模型分析胀形过程中的力学特性,例如:胀形液压力、胀形动态过程、壁厚对胀形的影响等。

  塑料波纹管的应力和力学性能分析

塑料波纹管的力学特性分析

  厂家制造的塑料波纹管为波纹状,塑料波纹管下井后,胀形成圆形,用有限元软件ANSYS/LSDYNA仿真动态胀形过程,得到胀形的力学特性。工厂生产的塑料波纹管长度一般约10m,到井场焊接成整体密封的塑料波纹管,下井后在塑料波纹管内部施加液压胀形。

  塑料波纹管胀形力学问题可以采用平面应变来简化,建立平面应变有限元模型动态仿真。有限元几何模型是描述塑料波纹管形状几何特性,作为建立塑料波纹管实体模型的基础。

  塑料波纹管胀形液压是由钻杆内部灌注的泥浆或清水,在对塑料波纹管进行性能分析时,忽略灌注的动态过程,假设液压是稳态均匀增长,忽略液压的动态效应。

  最大等效应变出现在塑料波纹管中间两侧外壁上,最小应变出现在上下两侧外壁。在塑料波纹管使用过程中,壁厚薄,所需胀形液压小,但胀形后强度低,能否使用小壁厚塑料波纹管,由井下工况决定,地层压力高或泥浆密度大的井需用厚壁塑料波纹管。塑料波纹管壁厚对力学性能的影响主要体现在强度和胀形后波纹管应变上。

  

塑料波纹管应变的分析

  1.   塑料波纹管壁厚增加,所需胀形压力也增加,塑料波纹管最大应变也增加;
  2.   塑料波纹管应力随压力增长,由于塑料波纹管2段相互影响,应力出现波动。
  3.   塑料波纹管应变经历了增加、稳定继续增加、稳定的阶段。
  4.   压力达到一定程度后,塑料波纹管的应变稳定下来,这个阶段尽管压力增加,变形也不增加,若继续增加压力,则塑料波纹管可能破裂失效。

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