计算机仿真技术在石油装备中的应用下0工业空调

计算机仿真技术在石油装备中的应用（下）

计算机仿真技术在石油装备中的应用（下） 2011年12月10日 来源： 3.2 DQ600Y动力水龙头仿真分析　　宝鸡石油机械厂根据现场需要，开发了一种新型顶部驱动装置，由于在顶驱的设计过程中采用的是传统的设计计算方法，对结构本身的复杂特点及应力集中等因素未进行应力分析难以确保该新产品合理、可靠。因此，对该新产品进行力学分析和结构优化设计，以降低设计、制造成本，提高该产品的可靠性和综合机械性能具有十分重要的理论意义和实用价值。　　针对DQ600Y型顶部驱动装置动力水龙头的使用条件，应用美国PTC公司开发的机械设计自动化软件Pro/E，通过建立DQ600Y型顶部驱动装置动力水龙头的所有零部件的三维实体模型、进行结构装配、干涉检验、运动学仿真和有限元计算。找到了在不同的工况、不同结构形状条件下各主要零部件的应力分布情况和危险部位，并进行了结构优化。为DQ600Y型顶部驱动装置动力水龙头的所有零部件的三维实体模型、进行结构装配、干涉检验、运动学仿真和有限元计算。找到了在不同工况、不同结构开头条件下各主要零部件的应力分布情况和危险部位，并进行了结构优化。为DQ600Y型顶部驱动装置动力水龙头的改进和生产提供了理论依据和方法。

3.2.1DQ600Y型顶驱三维实体模型的建立　　为了能对该顶驱的各个零部件进行有限元分析，必须首先建立分析对象的三维实体模型。该动力水龙头的主要零部件有中心轴、中心轴上的大齿轮、中间齿轮轴、斜齿轮、小齿轮轴、增扭轴、增扭齿轮、换挡齿轮以及箱体和提环等。增扭轴和增扭齿轮的实体图如图3、4所示。 3.2.2 DQ600Y型顶驱结构装配　　DQ600Y型顶部驱动装置动力水龙头部分主要由传动部分和箱体组成。为了了解所设计的产品是否存在结构不合理、干涉现象，必须在计算机上根据装配要求进行实际装配，并进行干涉检验，及时发现原设计中可能存在的问题或不足。由于采用的机械设计自动化软件（PRO/E）具有以上功能，可以很方便地实现对零部件的装配和干涉检验工作。如图5所示。

3.2.3 运动分析　　为了在实际生产之前了解所设计的产品是否能达到原设计的运动功能，设计得总希望能在投入生产之前就能知道结果，采用传统的设计手段只有等产品生产出来进行现场实验才可能知道其运动性能如何。采用计算机仿真技术就能在产品未生产出来就可以知道其运动性能和其它工作性能。在本设计中，按照DQ600Y动力水龙头的运动关系，通过建立其运动模型，如图6所示，就能在计算机上直观地了解该产品的运动规律。 3.2.4 有限元计算　　为了了解所设计产品的强度及力学性能、为进一步优化设计方案提供依据，首先必须进行力学分析计算。由于传统的力学计算方法只能完成一些得意结构的力学计算，对于箱体类复杂零件结构是没办法对其进行分析计算，难以确保所设计产品的合理性和可靠性。采用机械设计自动化软件设计产品，由于该软件具有较强的有限元分析计算功能，能够很方便地实现对多种复杂零部件的力学分析计算，为设计者设计出结构合理、性能可靠的新产品提供依据和方法。下面以箱体为例说明采用该软件进行有限元计算的过程。根据结构和载荷 的对称性，取箱体的一半进行分析计算，箱体的有限元分析模型如图7所示。 按照上面所确定的有限元模型进行网络的划分和应力的计算，其有限元网络如图8所示。应力分布图如图9所示。 从应力分布图中可以看出，在吊耳和轴承座所在的平面与箱体相交的转角处应力较大，但其Von Mises相当应力最大值为237MPa，比材料的异曲同工服极限510MPa低出许多，符合强度要求。

4 结束语

本文介绍了新世纪石油天然气勘探开发对石油装备的要求及发展趋势；提出了在石油装备的研制过程中必须彩高技术、现代化设计方法，确保所研制的产品具有技术水平高、工作性能好、生产成本低和较强的市场竞争能力。计算机仿真技术作为一种新的手段在世界各国广泛使用，为了提高石油装备的技术水平、增强市场竞争能力，在石油装备的开发中应该广泛彩计算机仿真技术，以提

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