GCF-1500冲击钻机钻塔强度与模态分析

论文摘要

塔架是钻塔的重要组成部分,它直接关系到钻塔的使用安全。塔架的强度、刚度和稳定性设计计算的准确性是十分重要的。同时在钻进过程中,风对塔架和钢丝绳的载荷通过各部件的衔接传递到系统的各个部位,从而引起整体及局部的动态响应。因此为了设计出运行稳定、安全、可靠的塔架,分析计算塔架受拉、压、扭转力和风载作用下的特性是有必要的。本文首先介绍了冲击钻机的特点及工作原理,综述了国内外冲击钻机塔架的研究现状。接着分析了冲击钻机钻塔的受力状况。从有限元方法入手,利用有限元分析软件ANSYS建立了钻塔的三维有限元模型,并根据钻塔在施工中的实际情况设定了约束和边界条件,对不同工况下的塔架进行了强度分析。然后对钻塔的模态结果进行了分析。以上计算和分析的结果,对冲击钻机钻塔系统优化设计具有实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 冲击钻机塔架研究意义及必要性
• 1.2.1 冲击钻机塔架研究意义
• 1.2.2 冲击钻机塔架研究必要性
• 1.3 国内外研究现状
• 第二章 有限元理论及分析方法
• 2.1 有限元分析方法
• 2.2 有限元静力学分析
• 2.3 有限元模态分析
• 2.3.1 塔架模态分析理论
• 2.3.2 特征值求解算法简介
• 第三章 塔架有限元模型的建立
• 3.1 有限元模型的建立
• 3.1.1 单元类型
• 3.1.2 实常数
• 3.1.3 材料属性
• 3.1.4 网格的划分
• 3.1.5 坐标系
• 3.1.6 有限元模型的几何造型
• 3.1.7 塔架有限元模型的建立
• 3.1.8 施加约束和载荷
• 3.1.9 风载
• 第四章 塔架静态分析
• 4.1 有限元静态分析基本过程
• 4.2 坐标的设定
• 4.3 有限元静态分析结果
• 4.3.1 工况1 塔架静态分析结果
• 4.3.2 工况2 塔架静态分析结果
• 4.3.3 工况3 塔架静态分析结果
• 4.4 有限元静态分析小结
• 第五章 塔架模态分析
• 5.1 塔架模态分析基本过程
• 5.2 塔架模态分析计算结果
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 附录
• 附录1.简化空间桁架法命令流