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钻铤螺纹有限元分析及优化改进

陶世军 刘剑辉 马建强 窦益华 石油机械 2009年第10期

摘要:钻铤螺纹破坏的主要原因是钻铤所受的交变载荷大,产生了较大的应力集中。用AN—SYS软件建立了钻铤螺纹连接有限元分析模型,对钻铤螺纹接触处进行应力分析。分析表明,钻铤螺纹第1个螺纹处所受应力最大,最大应力达到331MPa,失效部位主要集中在前3个螺纹处。据此提出了3种螺纹结构改进优化方案,分别是适当增大螺纹齿顶和齿根处的倒角半径;在外螺纹管台肩处加工圆角;将螺纹连接的前4个螺纹切削1mm,降低其高度。经过比较分析,第3种方案降低应力最为明显,而且使得螺纹整体应力均匀化,抗疲劳性能最佳,螺纹最大Von Mises应力为286MPa。

关键词:钻铤螺纹应力集中结构优化有限元分析

单位:塔里木油田公司 西安石油大学

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