ISO特殊螺纹接头评价方法有限元模拟.pdf

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1、+分类号TE931.2学号151020100密级全日制学术型硕士学位论文题目ISO特殊螺纹接头评价方法有限元模拟作者姓名郭稚薇导师姓名、职称窦益华教授学科(专业)名机械电子工程称提交论文日期2018年5月30日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文

2、与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指

3、出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：ISO特殊螺纹接头评价方法有限元模拟专业：机械电子工程硕士生：郭稚薇(签名)导师：窦益华(签名)摘要作为现行的油、套管接头性能评价标准，ISO13679《石油天然气工业——油管和套管接头的评价程序》对特殊螺纹接头的性能研究有着重要的参考价值。由于全尺寸实物试验周期长、费用高，本文应用有限元方法对标准中各项试验进行了仿真模拟，以探讨通过有限元方法模拟实物试验来评价接头性能的可行性。按照标准中试样的极限偏差加工原则，确定了特殊螺纹接头的几何参数，建立了四组三维有限元模型，并按最大上扣扭矩对特殊螺纹接头进行了上卸扣试验仿真分析

4、。依据标准中CALIV级试验要求，计算了A系、B系及C系载荷包络线试验中使用的内压、外压、轴向拉伸、轴向压缩及弯曲载荷，设计了各试验的载荷加载路径，根据所设计载荷表对特殊螺纹接头进行了载荷包络线试验仿真，分析了接头在不同复合载荷工况下的应力分布状态及密封性能。依据标准中极限载荷试验流程，分析了接头在极限拉伸、压缩、内压、外压等八种极限载荷工况下的极限承载能力。结果表明：在最大上扣扭矩作用下，随密封过盈量的增加，密封面的有效接触长度变短，密封性能变差，大锥度外螺纹和小锥度内螺纹组合时，接头的密封性能最差；过大的轴向拉力会使台肩分离不再具有辅助密封作用；弯曲载荷使

5、接头呈现出一侧受拉一侧受压的状态，在轴向压缩载荷较大时，受拉侧可能出现密封失效；在热循环试验后，密封面上接触压力略有下降，但接头整体仍能保持良好的密封性能；特殊螺纹接头在不同极限条件下的失效形式不同，表现为脱扣、断裂、压溃等现象。有限元模拟ISO13679试验流程可得到接头应力分布规律，进一步分析出接头密封性能及连接强度，该方法可用于特殊螺纹接头性能的先导性评价，为实物试验方案的选择提供参考。关键词：特殊螺纹接头ISO13679有限元模拟分析论文类型：应用研究（本文得到国家科技重大专项2016ZX05051-19“极端工况下油套管柱强度分析及优化设计”的资助）

6、II英文摘要Subject:FiniteElementAnalysisofPremiumConnectionaccordingtoISOProceduresSpeciality:MechanicalandElectronicEngineeringName:GuoZhiwei(signature)Instructor:DouYihua(signature)ABSTRACTISO13697Petroleumandnaturalgasindustries–Proceduresfortestingcasingandtubingconnectionsisageneral

7、evaluationstandardforcasingandtubingconnectionsanditcanbetakenasanimportantreferenceforthestudyoftheperformanceofpremiumconnections.Inviewoftheshortcomingsoflonglifecycleandthelargeexpenseofphysicalfull-scaletest,finiteelementmethodwasusedinthispapertosimulateeachtestinthestandardan

8、ddiscussthefeasibil