復合材料錨桿螺紋螺帽接觸有限元數(shù)值模擬與實驗研究
發(fā)布時間:2021-09-04 06:44
傳統(tǒng)制作錨桿尾部螺紋螺帽的材料是鋼,鋼材成本高、易腐蝕、經(jīng)常卷入綜采設備損壞采煤機刀具、安裝時易產(chǎn)生火花。因此,本文提出“用玻璃鋼復合材料代替鋼材制作錨桿尾部螺紋螺帽”。為解決復合材料錨桿螺紋螺帽聯(lián)接的強度和剛度問題,本文考慮錨桿外螺紋與螺帽內(nèi)螺紋之間間隙大小的影響和螺帽長度的影響等因素,利用有限元分析軟件ANSYS分別對復合材料錨桿螺紋單螺帽聯(lián)接和雙螺帽聯(lián)接在間隙配合時,軸向載荷作用下的應力場、位移場進行接觸有限元數(shù)值模擬。制作樣品,進行實驗。最后,利用有限元分析軟件ANSYS對錨桿螺帽一體結構錨桿軸向載荷作用下的應力場、位移場進行有限元數(shù)值模擬。論文研究結果表明:(1)復合材料錨桿外螺紋與螺帽內(nèi)螺紋之間的間隙大小對復合材料錨桿螺紋螺帽聯(lián)接的力學性能沒有太大的影響。螺帽長度選擇應包含有8個完整的螺紋牙,前三個牙承擔了全部載荷的70%,第八圈以后牙齒幾乎不承受載荷。(2)改變螺帽結構并不能改善錨桿上的應力分布,但能改善螺帽上的應力分布。雙螺帽結構螺帽上應力最大值要小于單螺帽結構螺帽,且分布更加均勻。無論是復合材料單螺帽結構還是雙螺帽結構錨桿螺紋螺帽聯(lián)接,最大應力均發(fā)生在錨桿與螺帽相互接...
【文章來源】:太原科技大學山西省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
接觸問題坐標示意圖
0~~12 +=jjnj uε連續(xù)性方程為:0~~12 +=jjtj vε態(tài)為分離時,接觸判定條件修改為:jnju ε~~2+ ,則仍為分離狀態(tài);jnju ε~~2+ ,則修改為連續(xù)狀態(tài)。不可逆性題的接觸面上,接觸狀態(tài)有可逆和不可逆之分[38]。過程是指當沿不同的加載途徑,其最終的結果是相同的。所謂不不同的加載途徑,得到的最后結果是不一樣的。引起不可逆過程觸面上出現(xiàn)了滑動摩擦。下:
迭代求解彈性模量近似解的示意圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]玻璃纖維復合材料的發(fā)展及其著色[J]. 王冬春. 化工新型材料. 2005(07)
[2]錨網(wǎng)支護在復合巖層條件下的應用[J]. 宋鈞,陳衍寬,李潤河,韓復生,祝文德,馬春玉. 煤礦安全. 2005(06)
[3]鋼軌接頭螺栓的有限元應力集中分析[J]. 薛強,苗德華. 鐵道標準設計. 2004(04)
[4]圓螺紋套管接頭應力分布規(guī)律研究[J]. 高連新,金燁,史交齊. 機械強度. 2004(01)
[5]優(yōu)化套管螺紋載荷分布特性的方法[J]. 高連新,金燁,張毅. 機械科學與技術. 2003(S1)
[6]抽油機井油管接頭彈塑性接觸有限元分析[J]. 范志超,楊曉翔,蔣家羚. 機械強度. 2002(02)
[7]高壓容器主螺栓的有限元應力分析[J]. 徐思浩,羅娜. 化工設備與管道. 2000(04)
[8]套管螺紋接頭連接性能的接觸有限元分析[J]. 習俊通,聶鋼,梅雪松,吳序堂. 西安交通大學學報. 1999(11)
[9]石油鉆桿聯(lián)接螺紋彈塑性接觸有限元分析[J]. 重慶大學,李潤方,林騰蛟,唐倩,施太和. 石油礦場機械. 1998(06)
[10]深井中鉆鋌螺紋聯(lián)接的強度研究[J]. 張焱,陳平,施太和. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 1998(05)
本文編號:3382777
【文章來源】:太原科技大學山西省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
接觸問題坐標示意圖
0~~12 +=jjnj uε連續(xù)性方程為:0~~12 +=jjtj vε態(tài)為分離時,接觸判定條件修改為:jnju ε~~2+ ,則仍為分離狀態(tài);jnju ε~~2+ ,則修改為連續(xù)狀態(tài)。不可逆性題的接觸面上,接觸狀態(tài)有可逆和不可逆之分[38]。過程是指當沿不同的加載途徑,其最終的結果是相同的。所謂不不同的加載途徑,得到的最后結果是不一樣的。引起不可逆過程觸面上出現(xiàn)了滑動摩擦。下:
迭代求解彈性模量近似解的示意圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]玻璃纖維復合材料的發(fā)展及其著色[J]. 王冬春. 化工新型材料. 2005(07)
[2]錨網(wǎng)支護在復合巖層條件下的應用[J]. 宋鈞,陳衍寬,李潤河,韓復生,祝文德,馬春玉. 煤礦安全. 2005(06)
[3]鋼軌接頭螺栓的有限元應力集中分析[J]. 薛強,苗德華. 鐵道標準設計. 2004(04)
[4]圓螺紋套管接頭應力分布規(guī)律研究[J]. 高連新,金燁,史交齊. 機械強度. 2004(01)
[5]優(yōu)化套管螺紋載荷分布特性的方法[J]. 高連新,金燁,張毅. 機械科學與技術. 2003(S1)
[6]抽油機井油管接頭彈塑性接觸有限元分析[J]. 范志超,楊曉翔,蔣家羚. 機械強度. 2002(02)
[7]高壓容器主螺栓的有限元應力分析[J]. 徐思浩,羅娜. 化工設備與管道. 2000(04)
[8]套管螺紋接頭連接性能的接觸有限元分析[J]. 習俊通,聶鋼,梅雪松,吳序堂. 西安交通大學學報. 1999(11)
[9]石油鉆桿聯(lián)接螺紋彈塑性接觸有限元分析[J]. 重慶大學,李潤方,林騰蛟,唐倩,施太和. 石油礦場機械. 1998(06)
[10]深井中鉆鋌螺紋聯(lián)接的強度研究[J]. 張焱,陳平,施太和. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 1998(05)
本文編號:3382777
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