基于 Solidworks 的钻机底座有限元分析.pdf

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1、48探矿工程(岩土钻掘工程)2014年第41卷第2期基于Solidworks的钻机底座有限元分析马红月，刘子厚，李斌，崔鹤田，高淑芳(河北建勘钻探设备有限公司，河北石家庄050031)摘要：根据5000m钻机底座的实际结构和特点，建立三维模型，使用ANSYSWorkbench对底座模型加载，在不同工况下对底座进行有限元分析，完成钻机底座的整体静态特性分析，判定底座是否满足强度、刚度需求。关键词：钻机底座；有限元分析；Solidworks中图分类号：P634．31文献标识码：A文章编号：1672—7428(2014)02—0048—04FiniteElementAnalys

2、isonRigSubstructureBasedonSolidworks／MAHong—yue，UUZi—hou，L1Bin，CUIHe—tian，GAOShu-fang(HebeiJiankanDrillingEquipmentCo．，Ltd．，ShijiazhuangHebei05003l，China)Abstract：Accordingtotheactualstructureandthecharacteristicsof5000mrigsubstructure，three—dimensionalmodelwasestablishedwhichwasloadedbyt

3、heuseofANSYSWorkbench，basedonthefiniteelementanalysisonthesubstructureLIB—derdiferentconditions，theanalysiswascompletedonthestaticcharacteristicsoftherigsubstructuretodeterminewhetherthesubstructuremeettherequirementsofstrengthandstiffness．Keywords：rigsubstructure；finiteelementanalysis；So

4、lidworks钻机底座是钻井工程的关键装备，是大型的金属钢结构件，组件多，受力复杂，而且工作环境一般比较恶劣，对其进行强度、可靠性、疲劳分析是十分必要的，因此底座设计计算一直备受世界石油装备领域的关注。本文以5000m钻机底座为例，运用Solidworks软件建立底座实体模型，导人ANSYSWorkbench，按照API规定的工况进行分析，完成底座的强度校核。1钻机底座模型建立图1底座实体模型在工程计算中，ANSYS可以进行精确计算，建模一般是将钻机井架和底座简化为梁和线单元，这2Solidworks的模型导入ANSYSWorkbench种建模完全简化底座结构特点，网格

5、简单，对于大规本文以Solidworksl3．0和ANSYSWork．模的空间钢架结构的钻机底座而言，ANSYS建模不benchl4．5研究数据之间转化。ANSYSWorkbench科学，大量的关键点的建立，由低到高的建模过程，是ANSYS公司开发的新一代协同仿真环境，包括随时都会出现错误，增加建模的难度。CAE建模工具DM，分析工具DS，优化模块DX；并本文以Solidworks建模，建立底座的实体模型，能与其它CAD软件无缝共享模型和数据，能够实现依据底座实际底座的要求，去掉次要承载元件；在模不同来源CAD数据的装配和参数化管理，CAD模型特征中删除螺纹、尖角倒角等对

6、模型影响不大的型导人成功率高，减少出错率缩短设计和分析流特征，如果是装配体载人ANSYS，再导人之前需要程。Solidworksl3．0和ANSYSWorkbenchl4．5间做干涉检查，保证各零部件之间不存在干涉现无缝链接如图2所示。象j，分析更真实的反应各元件受力情况。图1为操作步骤：在Solidworks13．0中建立好的模型在Solidworks中建立的5000m钻机底座实体模型。如图1所示：ANSYSWorkbench14．5——选择Analysissystem——ImportGeometry就可以把模型完整的收稿日期：2013—10—17；修回日期：2013—

7、11—11作者简介：马红月(1984一)，男(汉族)，河北石家庄人，河北建勘钻探设备有限公司工程师，机械电子工程专业，硕士，从事石油水井设备研发与制造工作，河北省石家庄市建华南大街58号，mahongyue1224@163．con。