张瀚
- 作品数：7 被引量：70H指数：6
- 供职机构：西南石油大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金石油天然气装备教育部重点实验室资助项目四川省教育厅重点项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程一般工业技术石油与天然气工程理学更多>>
- 星形橡胶密封圈的密封特性分析及截面改进被引量：11
- 2015年
- 建立了X形(星形)密封圈的有限元计算模型,研究了预压缩量、摩擦因数、介质压力、橡胶硬度对其密封性能和力学性能的影响。为提高密封圈的密封性能,延长使用寿命,对其横截面形状进行了改进,并对其静密封和往复动密封性能进行了分析。研究结果表明,X形密封圈的Von Mises应力和接触应力随着摩擦因数的增大而逐渐降低,但随介质压力、橡胶硬度的增大而增大;而结构的特殊性使得X形密封圈Von Mises应力随预压缩量的增大而减小;改进密封圈不但继承X形密封圈的优点,而且实现了三道密封功能,在保持良好密封性能的同时改善了结构的应力集中现象;特别是在往复动密封中,改进密封圈的应力波动较小,密封性能优于X形密封圈,避免了X形结构触角过早发生疲劳失效和撕裂,延长了密封圈的使用寿命。
- 韩传军张瀚张杰
- 关键词：有限元接触应力
- 跨断层埋地油气管道屈曲行为研究被引量：7
- 2018年
- 为研究断层作用下埋地管道失效模式,建立了管土耦合三维数值计算模型,分析了不同地层位错量下无压和压力管道的力学行为及失效模式。结果表明:断层运动下埋地管道发生弯曲变形,并非完全与围土接触,整个管段摩擦力并非均匀分布;随着位错量增大,管道变形曲线由S形变为Z形,同时管道轴向应力逐渐增大;当位错量大于4D时,无压管道出现两处压溃,其变形过程分为弯曲状态、临界状态、压溃状态;不同内压管道呈现出不同屈曲形貌,随内压增大,管道屈曲形貌由压溃变为皱起;当内压大于0.4P_(max)时,管道屈曲部位出现一道皱起,内压越大,起皱幅度越大;压力管道变形过程可分为弯曲状态、临界状态、起皱状态。该研究结果可为跨断层埋地管道施工设计、安全评价、维修防护等提供参考和依据。
- 张杰张瀚梁政
- 关键词：埋地管道走滑断层起皱
- 齿形滑环密封圈力学性能分析及结构改进被引量：7
- 2018年
- 建立齿形滑环密封系统的数值计算模型,采用有限元方法分析O形圈和滑环的接触压力和应力分布,并探讨初始压缩率、介质压力和滑环齿厚对齿形滑环密封圈密封性能的影响。结果表明:齿形滑环密封系统中O形圈的高应力区出现在靠近凹槽底部位置,而滑环的高应力主要集中在与轴筒和凹槽接触的2个尖角部位;增加初始压缩率可提高密封圈的密封性能,但密封圈的应力也逐渐增大;介质压力越大,密封圈的应力及密封面上的接触压力也随之增大;适当增加滑环齿厚可提高密封圈的密封性能及滑环抵御变形的能力。针对齿形滑环密封圈中滑环与凹槽接触的2个尖角处最易发生失效的问题,采用对其两尖角倒角的改进方案。结果表明:在相同工作条件下,改进后齿形滑环密封圈主密封面的最大接触压力提高,而且滑环和O形圈截面的最大Von Mises应力减小。因此,改进后的齿形滑环密封圈密封性能更好,使用寿命更长。
- 韩传军胡洋张杰张瀚谢经轩
- 关键词：力学性能接触压力
- 地表夯击载荷作用下埋地管道力学分析被引量：8
- 2015年
- 为研究地基强夯作业中夯击载荷对埋地管道力学性能的影响,基于有限元原理建立了夯锤-管道-围土耦合三维模型,分析了夯击过程中管道截面变形及所受冲击力变化规律,研究了管道壁厚、夯击速度、夯锤体积对管道应力、应变及变形的影响规律。结果表明:夯击载荷下的管道所受冲击力为脉冲型,且随时间推移逐渐降低为0,最大冲击力随管道壁厚、夯击速度、夯锤体积增大而增大;管道最大等效应力、高应力范围及最大等效塑性应变随壁厚增加而减小,但随夯击速度或夯锤体积增大而增大;随着夯击速度、夯锤体积增大,管道截面变形率(椭圆度或凹陷率)逐渐增大,但其随壁厚增加而减小。
- 韩传军张瀚张杰李翔
- 关键词：埋地管道塑性应变
- 地层塌陷作用下埋地管道应变响应分析被引量：5
- 2018年
- 为研究地层塌陷对埋地管道力学性能的影响,基于薄壳大变形和管土耦合作用,应用有限元软件对地层塌陷后未形成悬空的X65管道应变响应进行数值模拟,分析地层塌陷量、管道壁厚、埋深及地层土体性质(弹性模量、泊松比和粘聚力)对管道应变响应的影响规律。结果表明:管道的挠曲变形和轴向应变随着塌陷量的增大而增大,随着壁厚的增大而减小;上覆土粘聚力较大时,管道挠曲变形随着埋深的增加而减小;而当上覆土粘聚力较小时,管道挠曲变形随着埋深的增加而增大。地层土体泊松比对管道变形和应变影响较小;管道挠曲变形和轴向应变随着土体弹性模量和粘聚力的增大而增大,但不同地层沉降量下的轴向应变变化规律不同。
- 张杰梁政韩传军张瀚
- 关键词：埋地管道数值模拟挠曲变形轴向应变
- 落石冲击作用下架设油气管道响应分析被引量：17
- 2015年
- 针对影响油气管道安全运营的落石冲击问题,基于弹塑性力学、Cowper-Symonds本构模型和有限元方法,建立了球形落石冲击油气管道的计算模型,对管道动态响应过程进行了数值模拟。对冲击速度、落石半径、管道内压力和落石冲击位置进行了参数敏感性分析,研究了各参数对管道冲击变形的影响规律。结果表明:落石的冲击能量主要用于管道塑性变形;冲击过程中,落石与管道的接触区域由初始的椭圆斑逐渐变成了椭圆环;管道塑性变形随着冲击速度和落石半径的增大而增大,随内压和落石偏移度的增大而减小。该研究工作为油气管道的安全评价及防护工程的设计提供了参考依据,对保障油气安全运输具有重要的工程意义。
- 张杰梁政韩传军冯定张瀚杨雪
- 关键词：油气管道弹塑性数值模拟
- 地表载荷对硬岩区埋地管道应力应变影响分析被引量：18
- 2015年
- 为研究地表载荷对硬岩区埋地管道力学性能的影响,建立了管-土耦合三维数值模型,分析了地表载荷大小、作用面积、管道压力、管道径厚比及回填土弹性模量对管道应力分布、塑性应变、椭圆度的影响。结果表明：地表压载作用下,高应力区首先出现在管道顶部且呈椭圆形;随着地表载荷及其作用面积的增大,管道高应力区逐渐扩大,管道截面左右两侧也出现应力集中;随着回填土弹性模量、管道壁厚及内压的增加,管道顶部高应力区及最大等效应力均减小。塑性应变首先出现在管顶,且塑性区随地表载荷、载荷作用长度增加而增大,随回填土体弹性模量及管道壁厚增大而逐渐减小;当内压为0～4MPa时,管道塑性应变及塑性区随内压的增大而减小。管道椭圆度随回填土体弹性模量、管道内压、壁厚增加而逐渐减小,随地表压载增大而增大。
- 韩传军张瀚张杰李琦
- 关键词：埋地管道塑性应变
