石油取芯钻具外管螺纹的结构分析和参数优化

来源期刊：机械设计与制造2014年第9期

论文作者：薄瑞峰 潘红军 沈兴全 闫帅印

文章页码：267 - 269

关键词：ANSYS;APDL;有限元;接触问题;优化设计;螺纹强度;

摘    要：以某型号的石油取芯钻具外管螺纹结构优化为例,利用APDL语言建立外管接头螺纹的二维有限元模型,并对其进行了接触非线性有限元分析,对外管螺纹的强度进行分析校核,得出螺纹能够承受的最大扭矩。研究了钻杆螺纹牙数、牙型角、牙齿高和应力缓解槽等参数对螺纹强度的影响规律,并实现对牙齿高的优化。结果表明:需要保留的参数有牙数、牙型角和应力缓解槽;需要改进的参数为牙齿高,且变化范围在(1.7~2.0)mm。适当改变牙齿高,可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态,优化后的接头螺纹整体强度提高约14.07%。