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促进核心概念发展的单元作业设计研究

学苑教育 2024年第9期 49-51页

作者：张玉常学平山东省东营市河口区第一中学山东东营257200

单元作业设计基于深度学习下的大单元主题教学理念,着眼于2017版2020年修订《普通高中化学课程标准》内容要求和学业质量评价标准。作业设计基于新课程实施,在教学中突出体现“教—学—评”的一致性,实施一体化设计,作业设计突出层次性... 详细信息

单元作业设计基于深度学习下的大单元主题教学理念,着眼于2017版2020年修订《普通高中化学课程标准》内容要求和学业质量评价标准。作业设计基于新课程实施,在教学中突出体现“教—学—评”的一致性,实施一体化设计,作业设计突出层次性,凸显作业在巩固知识、提升能力、发展核心素养的价值引领。

关键词：大单元教学作业设计

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旋转输流管中管结构强迫振动的格林函数解

振动与冲击 2022年第13期41卷 17-25页

作者：范谨铭常学平陈美西南石油大学机电工程学院成都610500

基于Hamilton原理建立了计入气-液双相流、轴向外载及自旋角速度影响的管中管动力学控制方程。采用格林函数法,获得了系统双向耦合振动的解析解,得到的四个格林函数基础解适用于各种边界条件。首先验证了此方法的可靠性,然后利用系统的... 详细信息

基于Hamilton原理建立了计入气-液双相流、轴向外载及自旋角速度影响的管中管动力学控制方程。采用格林函数法,获得了系统双向耦合振动的解析解,得到的四个格林函数基础解适用于各种边界条件。首先验证了此方法的可靠性,然后利用系统的格林函数解,分析了内流气体体积分数、双相流流速、轴向压力、弹簧刚度系数等参数对管中管系统动力学特性的影响。结果表明,旋转系统在非受力向产生了响应,且各参数对系统的响应有着明显的影响;流速和转速的共同作用使得耦合系统产生了特殊的共振带,工程中需要选取远离共振带的转速与流速以避免失稳与破坏。

关键词：格林函数法管中管结构旋转管双相流强迫振动拉普拉斯变换

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复合材料层合梁结构的热过屈曲行为

复合材料层合梁结构的热过屈曲行为

作者：常学平兰州理工大学

学位级别：硕士

本文研究了复合材料层合梁在均匀温度场作用下的热过屈曲行为。主要内容包括以下几个方面: 1.评述了近年来国内、外对高阶剪切层合梁、板结构力学行为的研究成果,特别是关于层合梁、板(壳)结构在机械和热载荷作用下宏观力学响应的研究... 详细信息

本文研究了复合材料层合梁在均匀温度场作用下的热过屈曲行为。主要内容包括以下几个方面: 1.评述了近年来国内、外对高阶剪切层合梁、板结构力学行为的研究成果,特别是关于层合梁、板(壳)结构在机械和热载荷作用下宏观力学响应的研究现状和最新进展。 2.研究了高阶剪切层合梁在均匀温度场中的非线性大挠度问题。基于Reddy的高阶剪切梁理论和von Kármán几何非线性理论,从梁的位移场出发,利用Hamilton能量原理推导出了层合梁在机械载荷和均匀热载荷作用下,以中面位移和法线转角为基本未知量的大挠度控制方程和边界条件。用打靶法数值求解了所得非线性常微分方程,分别获得了在各种边界条件下正交铺设剪切层合梁和角铺设剪切层合梁热屈曲和热过屈曲问题的数值解。给出了层合梁的挠度随温度载荷及材料的力学参数变化的特性曲线,分析和讨论了温度载荷、弹性模量、长细比、热膨胀系数及材料的其它热力学性质参数对层合梁变形的影响。 3.基于精确的几何非线性理论,建立了轴线可伸长双层梁在温度载荷作用下的非线性弯曲控制方程。该方程包含了由于材料在横向非均匀分布而导致的拉-弯耦合项。应用打靶法数值求解该非线性边值问题,得到了均匀加热下两端不可移简支双层梁的弯曲解。作为算例,给出了由铜和钢组成的层合梁的平衡构形和平衡路径,分析和讨论了几何和物理参数对梁变形的影响。

关键词：复合材料层合梁高阶剪切变形理论大挠度热过屈曲温度载荷轴线可伸长打靶法数值解

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钻井工况下单金属密封接触分析及实验研究

中国机械工程 2018年第3期29卷 262-266页

作者：张毅常学平付玉坤吴倩西南石油大学机电工程学院成都610500 中国石油西南油气田分公司工程技术研究院成都610017

结合钻井领域高温高压工况,对单金属密封的装配过程和双侧受压情况进行有限元分析,求得动密封面接触压力梯度分布,并结合MATLAB和雷诺方程提出了一种计算动密封泄漏率的新方法;然后根据钻井工况搭建了旋转动密封实验台,对动密封面的接... 详细信息

结合钻井领域高温高压工况,对单金属密封的装配过程和双侧受压情况进行有限元分析,求得动密封面接触压力梯度分布,并结合MATLAB和雷诺方程提出了一种计算动密封泄漏率的新方法;然后根据钻井工况搭建了旋转动密封实验台,对动密封面的接触压力分布情况和泄漏率进行测试。实验和仿真结果表明,在低压工况下动密封面呈收敛状态,有利于润滑油膜的形成,而高压工况下则发散;随着润滑油和钻井液压差的增大,动密封面内侧的接触压力逐渐减小,而外侧逐渐增大;泄漏率随着动密封转速的升高而增大,随着动密封轴向位移的增加而降低。

关键词：单金属密封磨损接触压力泄漏率钻井

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双层梁在均匀升温场内的几何非线性问题

工程力学 2006年第10期23卷 151-155页

作者：李世荣常学平赵永刚兰州理工大学理学院甘肃兰州730050

基于精确的几何非线性理论,建立了轴线可伸长双层梁在温度载荷作用下的非线性弯曲控制方程。其中包含了由于材料在横向非均匀分布而导致的拉-弯耦合项。应用打靶法数值求解相应的非线性边值问题,得到了均匀加热下两端不可移简支双层梁... 详细信息

基于精确的几何非线性理论,建立了轴线可伸长双层梁在温度载荷作用下的非线性弯曲控制方程。其中包含了由于材料在横向非均匀分布而导致的拉-弯耦合项。应用打靶法数值求解相应的非线性边值问题,得到了均匀加热下两端不可移简支双层梁的热弯曲数值解。作为算例,给出了由铜和钢组成的双金属梁的平衡构形和平衡路径,分析和讨论了几何和物理参数对梁变形的影响。

关键词：双层梁轴向伸长大变形打靶法数值解

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多孔功能梯度管柱的热-流-固耦合屈曲特性

中国海洋大学学报（自然科学版） 2023年第6期53卷 151-160页

作者：常学平周杰陈美西南石油大学机电工程学院四川成都610065

为了探究功能梯度管柱其热-流-固耦合屈曲特性对稳定性的影响,本文基于Euler-Bernoulli梁理论,研究了多孔功能梯度管柱的热-流-固耦合屈曲特性。分析中采用含孔隙度的Voigt混合模型描述多孔功能梯度管柱的材料属性。基于Hamilton变分原... 详细信息

为了探究功能梯度管柱其热-流-固耦合屈曲特性对稳定性的影响,本文基于Euler-Bernoulli梁理论,研究了多孔功能梯度管柱的热-流-固耦合屈曲特性。分析中采用含孔隙度的Voigt混合模型描述多孔功能梯度管柱的材料属性。基于Hamilton变分原理,获得了多孔功能梯度管柱在热-流-固耦合作用下的非线性动力学控制方程及相应的边界条件。讨论了材料非均匀参数、孔隙度、内流流速、温度和轴向张力等参数对屈曲特性的影响。结果表明:随着孔隙度体积分数的增大,管道的等效弹性模量减小,但是屈曲临界温度、临界流速反而有所增加、而对于幂律指数,其对临界值的影响刚好与孔隙度体积分数相反。

关键词：多孔功能梯度管柱热-流-固耦合幂律指数孔隙度体积温度

横向载荷作用下轴向运动梁的屈曲失稳以及非线性振动特性

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计算力学学报 2023年第3期40卷 381-388页

作者：常学平周杰范谨铭西南石油大学机电工程学院成都610500

梁的轴向运动会诱发其产生横向振动并可能导致屈曲失稳,对结构的安全性和可靠性产生重大的影响.本文重点研究了横向载荷作用下轴向运动梁的屈曲失稳及横向非线性振动特性.基于Hamilton变分原理,建立了横向载荷作用下轴向运动梁的动力学... 详细信息

梁的轴向运动会诱发其产生横向振动并可能导致屈曲失稳,对结构的安全性和可靠性产生重大的影响.本文重点研究了横向载荷作用下轴向运动梁的屈曲失稳及横向非线性振动特性.基于Hamilton变分原理,建立了横向载荷作用下轴向运动梁的动力学方程,获得了梁的后屈曲构型.使用截断Galerkin法,将控制方程改写成Duffing方程的形式.用同伦分析方法确定载荷作用下轴向运动梁的非线性受迫振动的封闭形式的表达式.结果表明,后屈曲构型对轴向速度和初始轴向应力有明显的依赖性.通过同伦分析法得出非线性基频的显式表达式,获得了初始轴向力会影响非线性频率随初始振幅和轴向速度的线性关系.另外,轴向外激励的方向也会改变系统固有频率.

关键词：外激励屈曲构型同伦分析法初始轴向力非线性频率

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基于格林函数的多跨钻柱系统的振动特性分析

工程力学 2023年第6期40卷 213-225页

作者：常学平范谨铭韩笃政周杰西南石油大学机电工程学院成都610500

随着油气勘探开发向着深层、深水及非常规等复杂领域的不断扩展,钻井面临的井况与约束条件更加苛刻,钻柱的动力学特性更加复杂,失效问题频发。该文应用格林函数理论对多跨旋转钻柱双向耦合动力学特性进行了定量分析和研究。考虑多稳定... 详细信息

随着油气勘探开发向着深层、深水及非常规等复杂领域的不断扩展,钻井面临的井况与约束条件更加苛刻,钻柱的动力学特性更加复杂,失效问题频发。该文应用格林函数理论对多跨旋转钻柱双向耦合动力学特性进行了定量分析和研究。考虑多稳定器及不同约束条件,以钻柱整体为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁模型和Hamilton原理建立了具有广义边界约束条件及多稳定器的旋转钻柱双向耦合动力学方程。采用分离变量法、Laplace变换及Laplace逆变换求解所获得的振动微分方程,得到了旋转钻柱系统横向振动的格林函数解以及以格林函数为基础的多跨旋转钻柱系统的闭合形式的模态函数及隐式的频率方程。定量地分析了稳定器位置、弹簧刚度系数与稳定器个数对钻柱系统振动特性的影响。数值结果表明:稳定器位置与固有频率的关系曲线中有相应阶次数目的峰值;随着等效弹簧的刚度系数的增大,系统的固有频率随之增大,但当刚度增加到一定值时,系统的一阶和二阶频率将趋于稳定。研究结果有助于深化对多跨旋转钻柱的动力学特性规律的认识,为提高钻速、减少钻柱失效及钻柱钻井技术的应用提供了新的研究方法和理论依据。

关键词：格林函数 Laplace变换线性叠加原理模态函数频率方程解析解

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单金属密封的结构优化及其密封性能研究

工程设计学报 2018年第2期25卷 167-172页

作者：张毅张晓东常学平吴倩西南石油大学机电工程学院四川成都610500

针对油气田勘探中,复杂的钻井工况导致动密封工作性能极不稳定的问题,结合单金属密封结构和井底高压环境,利用有限元方法对单金属密封受压情况下的接触压力进行分析。用雷诺方程计算单金属动密封的泄漏率,以减小最大接触压力和泄漏率为... 详细信息

针对油气田勘探中,复杂的钻井工况导致动密封工作性能极不稳定的问题,结合单金属密封结构和井底高压环境,利用有限元方法对单金属密封受压情况下的接触压力进行分析。用雷诺方程计算单金属动密封的泄漏率,以减小最大接触压力和泄漏率为优化目标,利用正交试验和F评价方法对单金属密封结构参数进行优化,得到密封结构参数对密封面接触压力和泄漏率的影响情况,并将每个水平数对应的优化目标计算结果分别取平均值,得到不同水平影响下接触压力和泄露率平均值的变化趋势,从而确定密封结构的最优水平值,并借助有限元仿真对优化前后的密封性能进行对比。最后根据优化前后的密封结构参数加工2套密封试件,进行密封实验。仿真分析和实验结果表明:高压工况下优化前的密封面内侧磨损严重,钻井液颗粒容易侵入密封面;而优化后密封面的最大接触压力有所降低,动密封面的最高温度和泄漏率明显降低。研究结果对改进单金属密封的工作性能、提高井下动密封的可靠性有重要的现实意义。

关键词：单金属密封有限元接触压力泄漏率动密封实验