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                  塑料波紋管的力學性能分析

                  來源:塑料波紋管分析 作者:塑料波紋管廠家 發布日期:2018-06-05

                    塑料波紋管形狀復雜,在用解析法求解塑料波紋管力學特性時需作一些假設,求解出來的解析解為近似解。而有限元法的優勢就是求解異形構件,不管塑料波紋管形狀多么復雜,無論單壁塑料波紋管、雙壁塑料波紋管、多層塑料波紋管都可以通過有限元法求解力學特性。

                    塑料波紋管脹形力學特性主要是指塑料波紋管液壓脹形過程中,塑料波紋管在管內液壓作用下產生彈塑性變形,使塑料波紋管由波紋狀脹形成圓形過程中的力學特性。建立有限元模型,并根據模型分析脹形過程中的力學特性,例如:脹形液壓力、脹形動態過程、壁厚對脹形的影響等。

                    塑料波紋管的應力和力學性能分析

                  塑料波紋管的力學特性分析

                    廠家制造的塑料波紋管為波紋狀,塑料波紋管下井后,脹形成圓形,用有限元軟件ANSYS/LSDYNA仿真動態脹形過程,得到脹形的力學特性。工廠生產的塑料波紋管長度一般約10m,到井場焊接成整體密封的塑料波紋管,下井后在塑料波紋管內部施加液壓脹形。

                    塑料波紋管脹形力學問題可以采用平面應變來簡化,建立平面應變有限元模型動態仿真。有限元幾何模型是描述塑料波紋管形狀幾何特性,作為建立塑料波紋管實體模型的基礎。

                    塑料波紋管脹形液壓是由鉆桿內部灌注的泥漿或清水,在對塑料波紋管進行性能分析時,忽略灌注的動態過程,假設液壓是穩態均勻增長,忽略液壓的動態效應。

                    最大等效應變出現在塑料波紋管中間兩側外壁上,最小應變出現在上下兩側外壁。在塑料波紋管使用過程中,壁厚薄,所需脹形液壓小,但脹形后強度低,能否使用小壁厚塑料波紋管,由井下工況決定,地層壓力高或泥漿密度大的井需用厚壁塑料波紋管。塑料波紋管壁厚對力學性能的影響主要體現在強度和脹形后波紋管應變上。

                    

                  塑料波紋管應變的分析

                  1.   塑料波紋管壁厚增加,所需脹形壓力也增加,塑料波紋管最大應變也增加;
                  2.   塑料波紋管應力隨壓力增長,由于塑料波紋管2段相互影響,應力出現波動。
                  3.   塑料波紋管應變經歷了增加、穩定繼續增加、穩定的階段。
                  4.   壓力達到一定程度后,塑料波紋管的應變穩定下來,這個階段盡管壓力增加,變形也不增加,若繼續增加壓力,則塑料波紋管可能破裂失效。

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