用斷裂力學(xué)研究抽油桿最佳預(yù)緊力.pdf

1、自從Elber發(fā)現(xiàn)裂紋的閉合效應(yīng)之后,許多學(xué)者進(jìn)行過關(guān)于塑性變形導(dǎo)致的裂紋閉合效應(yīng)的研究.郭和黃等人分別在Newman模型和Budiansky-Hutchinson模型基礎(chǔ)上提出了考慮裂紋三維效應(yīng)的裂紋閉合模型,并分別在航天用鈦合金材料和船舶用鋼材料上得到較好應(yīng)用.本文以東北輸油管理局鐵嶺石油機(jī)械廠生產(chǎn)的20CrMo鋼抽油桿為試驗(yàn)材料,首先通過對不同應(yīng)力比下三點(diǎn)彎曲試件裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)的處理,驗(yàn)證了裂紋閉合計(jì)算模型在該材料上應(yīng)用的可行性.在

2、可行性驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,將傳統(tǒng)的研究圓桿表面疲勞裂紋擴(kuò)展法進(jìn)行改進(jìn).并通過對抽油桿受力情況和螺紋段載荷分布情況分析確定抽油桿螺紋段最危險(xiǎn)部位為應(yīng)力槽根部和第一螺紋牙底,進(jìn)而確定預(yù)制裂紋位置為應(yīng)力槽根部.在以上研究基礎(chǔ)上,以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ),通過實(shí)驗(yàn)分析三點(diǎn)彎曲標(biāo)準(zhǔn)試件表面裂紋擴(kuò)展規(guī)律,得到的獨(dú)立于應(yīng)力比的裂紋擴(kuò)展速率和有效應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值的基線,再根據(jù)該基線得出表面裂紋的擴(kuò)展速率與有效應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值的關(guān)系式.實(shí)驗(yàn)測定抽油桿螺紋段在不同預(yù)