西南石油大学现代CAE作业7文档格式.docx

西南石油大学现代CAE作业7文档格式.docx

《西南石油大学现代CAE作业7文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西南石油大学现代CAE作业7文档格式.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CYL4,25,25,12.5,,,,25

VGEN,2,2,,,150,,,,0

vsbv,1,2

vsbv,4,3

KWPAVE,7,8

wprot,0,90,0

RECTNG,-50,50,0,50

cyl4,0,50,45

asba,7,8

csys,4

VEXT,11,,,0,0,75,,,,

kwpave,26

RECTNG,0,50,0,50

LFILLT,56,55,25,

al,58,60,59

asba,20,21

cyl4,25,25,12.5

asba,22,20

VEXT,21,,,0,0,15,,,,

kwpave,7,8

VSYMM,x,3,,,,0,0

*

kwpave,48

VSBW,1

VSBW,2

wprot,0,,90

VSBW,5

VSBW,6

kwpave,30

VSBW,8

VSBW,6

vglue,all

et,1,solid185

设置不同材料的杨氏模量与泊松比

mp,ex,1,2.0e5

mp,prxy,1,0.3

mp,ex,2,2.5e5

mp,prxy,2,0.28

mp,ex,3,1.8e5

mp,prxy,3,0.25

VSEL,,,,20

VATT,3,,1,0

VSEL,,,,21

VSEL,,,,1

VATT,2,,1,0

VSEL,,,,17

VSEL,,,,6

VATT,1,,1,0

VSEL,,,,19

VSEL,,,,13

VSEL,,,,14

VSEL,,,,15

VSEL,,,,16

VSEL,,,,18

ALLSEL,ALL

/REPLOT

设置各条线的网格数并划分网格

LESIZE,38,,,5,,,,,1

LESIZE,45,,,5,,,,,1

LESIZE,37,,,25,,,,,1

LESIZE,46,,,50,,,,,1

LESIZE,35,,,50,,,,,1

LESIZE,44,,,25,,,,,1

LESIZE,43,,,30,,,,,1

LESIZE,127,,,30,,,,,1

LESIZE,178,,,10,,,,,1

vsweep,1

vsweep,17

LESIZE,113,,,20,,,,,1

LESIZE,120,,,15,,,,,1

LESIZE,184,,,10,,,,,1

LESIZE,65,,,20,,,,,1

LESIZE,186,,,10,,,,,1

LESIZE,74,,,10,,,,,1

LESIZE,68,,,20,,,,,1

LESIZE,69,,,15,,,,,1

LESIZE,70,,,20,,,,,1

LESIZE,71,,,25,,,,,1

LESIZE,175,,,20,,,,,1

LESIZE,187,,,10,,,,,1

LESIZE,92,,,25,,,,,1

LESIZE,91,,,10,,,,,1

LESIZE,107,,,10,,,,,1

LESIZE,95,,,15,,,,,1

LESIZE,96,,,20,,,,,1

LESIZE,97,,,15,,,,,1

LESIZE,98,,,20,,,,,1

vsweep,20

vsweep,21

LESIZE,152,,,25,,,,,1

LESIZE,5,,,50,,,,,1

LESIZE,144,,,50,,,,,1

LESIZE,119,,,25,,,,,1

LESIZE,111,,,10,,,,,1

LESIZE,48,,,20,,,,,1

LESIZE,170,,,40,,,,,1

LESIZE,173,,,10,,,,,1

LESIZE,174,,,10,,,,,1

LESIZE,81,,,25,,,,,1

LESIZE,99,,,10,,,,,1

LESIZE,183,,,40,,,,,1

LESIZE,2,,,30,,,,,1

LESIZE,4,,,25,,,,,1

LESIZE,6,,,50,,,,,1

LESIZE,18,,,20,,,,,1

LESIZE,19,,,25,,,,,1

LESIZE,20,,,20,,,,,1

LESIZE,17,,,25,,,,,1

LESIZE,27,,,20,,,,,1

LESIZE,28,,,25,,,,,1

LESIZE,29,,,20,,,,,1

LESIZE,30,,,20,,,,,1

LESIZE,147,,,25,,,,,1

LESIZE,169,,,10,,,,,1

LESIZE,150,,,10,,,,,1

LESIZE,21,,,20,,,,,1

LESIZE,31,,,10,,,,,1

vsweep,6

vsweep,19

vsweep,13

vsweep,14

vsweep,15

vsweep,16

vsweep,18

VPLOT

FINISH

求解

/sol

da,74,all

da,43,all

da,12,all

da,79,all

da,18,all

da,71,all

da,65,all

SFA,51,1,PRES,10

SFA,58,1,PRES,10

SFA,59,1,PRES,10

SFA,6,1,PRES,10

**

solve

1.2建模分析结果图

（1）实体模型

图1.2有限元实体模型

（2）有限元实体和网格模型

图1.3有限元六面体网格模型

（3）VonMises应力云图和变形云图

图1.4VonMises应力计算结果云图

图1.5变形计算结果云图

（4）分析三种材料的安全系数和可能的危险位置

为了分析三种材料的危险位置，现分别取出三种材料的VonMises应力云图，如下

图1.6底坐VonMises应力云图

图1.7轴套VonMises应力云图

图1.8挡板VonMises应力云图

1.3结果分析

（1）分析三种材料的安全系数和可能的危险位置

由上图（图1.6-1.8）应力分析结果可以看出，各部件的受力情况各不相同，底板、轴承套、挡板的最大等效应力分别为73.18MPa、225.82MPa和164.50MPa，由于各部件的屈服强度各不相同，分别为325MPa、650MPa和250MPa，计算得到各部件的安全系数，如表1所示：

表1-1三种材料应力分析表

部件名称

底板

轴承套

挡板

材料

材料1

材料2

材料3

最大VonMises应力，MPa

66.22

190.02

155.18

屈服强度，MPa

325

650

250

安全系数

4.44

2.88

1.52

由图可以看出，该结构的最大受力位置在轴承套与挡板接触的位置，由于挡板的屈服强度更低，安全系数也就更低（见表1），因此，推测该结构可能的危险位置在挡板前表面与轴承套接触的位置，如图1.8所示。

（2）通过模型网格节点数、单元数分别是10996,9635。

2井眼稳定性与井筒压力

地层岩石弹性模量6.54×

103MPa，泊松比：

0.22，内聚力：

18MPa，内摩擦角：

28°

。

地应力σ1=50MPa，σ2=（10～50）MPa，井筒内压p=（0～40）MPa，井眼直径220mm，取井眼周围约15倍井眼直径范围进行分析（即取3.0m），用弹性和弹塑性有限元分析井眼径向位移变化、井壁周围的应力变化和井眼稳定性讨论。

（1）用弹性和弹塑性有限元分析井眼径向位移变化、井壁周围应力变化和井眼稳定性讨论。

图2.1井眼模型

2.1APDL代码

FINI

/CLEAR

/,LQ_2

/PREP7

P1=50!

MPa

P2=50!

P0=40!

ET,1,PLANE42

KEYOPT,1,3,2

设置材料属性

MP,EX,1,6.5E3

MP,PRXY,1,0.22

TB,DP,1,,,

TBMODIF,1,1,18

TBMODIF,1,2,28

RECTANG,,1500,,1500

CYL4,,,110

ASBA,1,2

LESIZE,10,,,50,0.2

LESIZE,9,,,50,0.2

LESIZE,2,,,50

LESIZE,3,,,50

LESIZE,5,,,20

LCOMB,2,3,0

MSHAPE,0,2D

MSHKEY,1

AMESH,all

/SOL

NSEL,S,LOC,Y,1500

SF,ALL,PRES,P1

NSEL,S,LOC,X,1500

SF,ALL,PRES,P2

SFL,5,PRES,P0

LSEL,S,,,9,,1

LSEL,A,,,10,,1

DL,ALL,,SYMM

ALLS

CSYS,0

n0x=NODE（110,0,0）

n0y=NODE（0,110,0）

SOLVE

图2.2井壁稳定性分析有限元模型

建立如图2.2所示的有限元模型，其中地应力σ1=50MPa，σ2=（10～50）MPa，井筒内压p=（0～40）MPa，分析在不同的最小水平地应力与井筒压力下，井壁周围的应力变化与井壁稳定性，改变σ2和p得到不同地应力和井筒内压作用下井壁周