大功率壓裂車車架疲勞性能研究.pdf

1、壓裂車是目前在國內外石油采集行業(yè)被廣泛應用的一種石油增產設備。壓裂車的車架作為其最為重要的承載部件，其疲勞壽命直接影響壓裂車的使用壽命。壓裂車在日常作業(yè)中經過的路面崎嶇、惡劣，由于路面不平造成的顛簸會使壓裂車的車架疲勞壽命大幅度降低;另一方面，壓裂車在進行壓裂作業(yè)時，其核心設備壓裂泵會對車架施加大幅度、高頻率的交變載荷，也會影響其疲勞壽命。本文針對壓裂車在這兩種工況下的疲勞性能進行研究，計算出車架在行駛、壓裂工況下的疲勞壽命和發(fā)生疲勞破

2、壞的位置。
　　解決車架疲勞問題的關鍵是疲勞載荷譜和疲勞強度理論。本文建立了車架在行駛工況下的道路載荷譜和整車的數(shù)學模型。通過對路面功率譜進行采樣處理得到了路面不平度隨時間變化的歷程;通過建立整車的動力學簡化模型并在MATLAB中進行求解得到了車架在行駛工況下的載荷譜。在壓裂工況下，本文對車架進行受力分析，通過在MATLAB中進行編程得到了車架在壓裂工況下的載荷譜。
　　然后，本文在ANSYS中建立了車架的有限元模型，在不同

3、工況下對車架進行了有限元分析，得到了車架在兩種工況下的應力、應變信息。基于有限元分析的結果文件和經過動力學分析得到的車架的載荷譜，本文在疲勞分析軟件FE-SAFE中建立了車架在兩種工況下的疲勞分析模型。在FE-SAFE中對車架的材料、表面光潔度、疲勞算法進行了定義。通過對疲勞載荷譜進行雨流統(tǒng)計處理并應用疲勞損傷累積理論，最終計算出車架在兩種工況下的疲勞壽命。
　　車架的疲勞性能研究一方面是通過理論計算、另一方面則是通過試驗。本文在