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石油套管楔形螺紋連接結(jié)構(gòu)的API 5C5 A系有限元分析計算1、 算例分析背景油套管是石油行業(yè)必備的戰(zhàn)略物資，是連通地下油藏與地面的通道，油套管在服役過程中承受高的內(nèi)壓、外壓、拉伸、壓縮、高溫等復(fù)雜載荷，因此油套管的安全性對油田的安全高效開發(fā)至關(guān)重要；油套管是由螺紋連接一根根連接而成，因此為了保證油套管的安全性，API 發(fā)布了對應(yīng)的評價測試標(biāo)準(zhǔn)API 5C5，因此在楔形扣的設(shè)計開發(fā)過程中對楔形螺紋連接利用

在進(jìn)行有初始轉(zhuǎn)角的支座試驗時，為了實現(xiàn)支座的初始轉(zhuǎn)角，在支座上部的連接板上增加一個楔形裝置（圖2），該楔形裝置兩側(cè)的高度不同，試驗時通過壓平試件來實現(xiàn)支座轉(zhuǎn)角。本次試驗設(shè)計了轉(zhuǎn)角分別為0.005rad、0.01rad和0.015rad的3種楔形裝置。試驗時在10MPa、12MPa和15MPa的豎向壓力下測試支座在各個轉(zhuǎn)角下的100%剪應(yīng)變的水平剛度。

大多數(shù)都有多個相機單元，這對設(shè)計師和製造商提出了挑戰(zhàn)，以滿足嚴(yán)格的性能、成本和尺寸要求。在這篇Blog中，我們將討論 Zemax 解決方案如何幫助應(yīng)對和克服這些挑戰(zhàn)。智慧型手機鏡頭模組用於智慧型手機相機的鏡頭模組非常複雜，每個模組都包含多個鏡頭元件。追求更好的成像性能，加上需要模組盡可能小以增強手機的美感，需要復(fù)雜的設(shè)計形式。透鏡的形狀通常是高度非球面的。

溝槽式貨叉通過兩個楔形槽與貨叉架固定，環(huán)眼式貨叉通過叉柄上的圓孔與貨叉架上的固定軸相連，使用過程中貨叉可繞固定軸轉(zhuǎn)動。小噸位叉車多采用溝槽式貨叉，而大噸位叉車以環(huán)眼式貨叉為主。7t叉車貨叉采用環(huán)眼式貨叉，其三維模型如圖1所示。 圖1　某型7t叉車貨叉三維模型貨叉工作時要承受較大的載荷，因此對其強度性能要求較高，一般由合金鋼45Cr鍛造而成。

為了簡化為軸對稱模型，有限元模型中的螺紋槽采用環(huán)形槽近似而不是真實的螺旋槽，可先用軸對稱模型進(jìn)行初步評估后再采用真實螺紋模型進(jìn)行校驗。 圖1 一般而言，專業(yè)有限元軟件軸對稱模型默認(rèn)以縱軸作為對稱軸，截面圖應(yīng)位于對稱軸右邊（而SolidWorks自帶的Simulation有限元軟件沒有此限制）。

數(shù)值離散： 采用梯形/任意四邊形域等參映射，結(jié)合算子化微分求積法（DQM），以極少的網(wǎng)格節(jié)點實現(xiàn)高精度全局離散，徹底消除有限元長寬比災(zāi)難。 二、 求解器核心功能邊界 復(fù)雜特征兼容： 支持曲線纖維變剛度路徑空間分布、支持展向厚度漸縮/雙楔形截面、支持各種經(jīng)典邊界條件（懸臂、簡支等）。 線性頻域分析： 極速提取復(fù)特征值，繪制高分辨率 V-g / V-f 根軌跡圖。

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如下圖所示：來自紅色行人的散射光到達(dá)了雷射雷達(dá)探測器的一個單位圖元上。雷射雷達(dá)會將接收到返回信號花費的時長記錄下來，即飛行時間，並將飛行時間轉(zhuǎn)換為距離。圖元的位置可表明入射光的方向。這兩個值都表明散射光線來自站在離貨車10米遠(yuǎn)的紅色行人。OpticStudio實際上測量的不是時間，而是光線路徑長度，也就是物體和探測器之間的距離。

圖6為輕骨料混凝土細(xì)觀有限元模型的單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線，在曲線上選擇了A至E共5個標(biāo)志性狀態(tài)進(jìn)行分析，對應(yīng)各狀態(tài)下模型的裂縫擴展如圖7所示。在狀態(tài)D與狀態(tài)E之間的受力階段，之前形成的兩條剪切帶已經(jīng)損傷演化完全，在兩條剪切主裂縫之間形成多條豎向裂縫，將兩條剪切裂縫相連，并將試件分割成多個楔形塊，整個試件的破壞形態(tài)已初步成型。此后試件的變形逐漸轉(zhuǎn)化成各混凝土楔形塊之間的滑移。

仿真結(jié)果顯示，所有結(jié)構(gòu)的激光發(fā)散角均＜0.05°，準(zhǔn)直性能優(yōu)異，可滿足遠(yuǎn)距離激光傳輸需求4.公差穩(wěn)定性：加工誤差影響極小通過Zemax蒙特卡羅模擬進(jìn)行公差分析： 公差設(shè)置：曲率半徑、厚度、XY傾斜公差均為±0.01mm，刪除3、6面（平面）的傾斜公差（直接貼合機械結(jié)構(gòu)，無楔形誤差）；模擬方法：采樣數(shù)=4，RMS波前標(biāo)準(zhǔn)，20次正態(tài)分布模擬；結(jié)果：所有結(jié)構(gòu)在公差范圍內(nèi)的波前差＜0.04

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圖：Simufact 仿真結(jié)果圖（左）和連桿鍛造實際結(jié)果（右）按照該連桿生產(chǎn)單位年產(chǎn)量計算，每年節(jié)省材料140噸，如果按照每噸5000元的價格計算，每年節(jié)省材料的費用達(dá)到70萬元。單一型號連桿的材料利用率的優(yōu)化，就給企業(yè)帶來了每年70萬元的經(jīng)濟效益。如果所有生產(chǎn)的型號的連桿均進(jìn)行材料利用率的優(yōu)化，那么給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益非常之巨大。

當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時，也可以在不重要的區(qū)域使用少量楔形（Wedge）單元。● 如果使用了自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，Tet單元的類型應(yīng)選擇二次單元。

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ANSYS AUTODYN利用這種激活技術(shù)以減少整個有限元模型的計算時間。圖4為射流對靶板結(jié)構(gòu)的沖擊模擬，在射流形成前靶板被抑止，當(dāng)射流形成并將到達(dá)靶板時，靶板被激活。

培訓(xùn)詳情主辦單位： 武漢墨光科技有限公司培訓(xùn)講師： 武漢墨光資深光學(xué)設(shè)計工程師培訓(xùn)費用： 按3600元/人的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收費 3月20日前報名立減200元；團體（3人及以上）報名享八五折優(yōu)惠，不與墨光其他優(yōu)惠同時使用；提供服務(wù)性發(fā)票，項目“培訓(xùn)費”。