大功率壓裂車車架承載能力研究.pdf

1、壓裂車是一種將泵送設(shè)備安裝在自走式卡車底盤(pán)上的油氣增產(chǎn)設(shè)備，其行駛的路面工況較為惡劣，車載設(shè)備中發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、壓裂泵等零部件的自重較大，且執(zhí)行高壓力、大排量壓裂作業(yè)時(shí)產(chǎn)生較大振動(dòng)，因此對(duì)底盤(pán)的承載能力有很高的要求。
　　本文采用有限元法研究車架在靜動(dòng)態(tài)載荷下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，對(duì)車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供理論支持。
　　首先，建立車架有限元模型，選取滿載彎曲、滿載扭轉(zhuǎn)、緊急制動(dòng)、緊急轉(zhuǎn)彎四種典型工況進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，得到車架結(jié)

2、構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，判斷車架強(qiáng)度的薄弱部位，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　其次，分析車架在運(yùn)移和壓裂工況下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能;運(yùn)移工況下將路面不平功率譜密度經(jīng)傅里葉逆變換得到車輪的位移時(shí)程曲線，經(jīng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析求得車架在最大動(dòng)態(tài)載荷下的應(yīng)力、應(yīng)變，驗(yàn)證車架在路面沖擊載荷下的安全性;壓裂工況下針對(duì)壓裂泵產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧激振力進(jìn)行諧響應(yīng)分析，尋找車架的共振頻率，并通過(guò)模態(tài)分析提取車架在有預(yù)應(yīng)力及無(wú)預(yù)應(yīng)力兩種工況下的固有頻率，為車架前期設(shè)計(jì)及防

3、止共振提供支持。
　　最后，基于動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果研究車架的疲勞壽命，求解壓裂和運(yùn)移工況下疲勞載荷譜。路面不平激勵(lì)載荷通過(guò)建立懸架系統(tǒng)的物理模型，求解運(yùn)動(dòng)微分方程，并在SIMULINK中進(jìn)行仿真，經(jīng)雨流計(jì)數(shù)法處理得到路面疲勞載荷譜;并利用FE-SAFE計(jì)算車架在壓裂和運(yùn)移兩種工況下的疲勞壽命，為車架的疲勞壽命設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供支持。
　　本文提供的載荷模擬方法、有限元分析方法及計(jì)算結(jié)果既可分析現(xiàn)有車架的承載能力，又對(duì)車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)