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连续管钻井个性化PDC钻头降扭机理及试验研究

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石油机械 2024年第4期52卷 33-40页

作者：杨高中石油江汉机械研究所有限公司

由于连续管自身管径小、柔性大等特性,在进行井下钻进时容易导致摩擦自锁和管柱屈曲,存在钻压施加困难、进尺低下等问题。为提高连续管在低钻压情况下的钻进能力,个性化设计了连续管钻井专用小尺寸PDC钻头。通过单齿切削试验、水平井钻... 详细信息

由于连续管自身管径小、柔性大等特性,在进行井下钻进时容易导致摩擦自锁和管柱屈曲,存在钻压施加困难、进尺低下等问题。为提高连续管在低钻压情况下的钻进能力,个性化设计了连续管钻井专用小尺寸PDC钻头。通过单齿切削试验、水平井钻柱微钻头破岩试验、全钻头破岩试验开展小尺寸PDC钻头的降扭机理研究,对比不同齿形对破岩效果的影响。研究结果表明:在PDC切削齿前倾角较小时,破碎相同体积的岩石,宽刃齿所受切削力平均值比常规齿小10.35%~24.56%;同机械钻速情况下,宽刃齿钻头的扭矩小于常规齿钻头,最高降扭37.64%;同转速和钻压情况下,宽刃齿钻头最高降扭28.58%,钻压越大,降扭效果越显著。个性化设计的宽刃齿PDC钻头更适用于连续管实现低钻压、低扭矩、高转速破岩。研究结果可为改善连续管钻井技术在低钻压钻进时的适应性提供新的解决思路和理论支撑。

关键词：连续管钻井 PDC钻头宽刃齿降扭托压

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厚板窄间隙焊接技术研究现状与应用进展

焊接学报 2024年第1期45卷 116-128,I0010页

作者：滕彬范成磊徐锴武鹏博聂鑫黄瑞生哈尔滨工业大学哈尔滨150001 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028

窄间隙焊接技术已经成为现代工业生产中厚板结构的首选技术,其技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一,近年来随着科技工作者的不断探索和研发,相继涌现了多种窄间隙焊接方法,文中对电弧焊、激光焊和激光-电弧复... 详细信息

窄间隙焊接技术已经成为现代工业生产中厚板结构的首选技术,其技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一,近年来随着科技工作者的不断探索和研发,相继涌现了多种窄间隙焊接方法,文中对电弧焊、激光焊和激光-电弧复合焊等窄间隙焊接制造技术进行了系统阐述,概述了不同热源窄间隙焊接制造过程中的焊接质量、焊接效率的影响因素,归纳了不同热源窄间隙焊的工艺特点及应用领域,结合国内外相关技术的发展现状,总结了窄间隙焊技术面临的问题,提出了后续的发展建议,为相关领域的科研工作者提供参考.

关键词：窄间隙焊电弧焊激光焊激光-电弧复合焊

激光加工碳纤维增强复合材料及其在航空航天领域应用（特邀）

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中国激光 2024年第4期 9-30页

作者：李欣宋绮梦张学强王少乾张开虎北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造实验室中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司

碳纤维增强复合材料（CFRP）以其轻质高强、可设计性强等优势已成为航空航天领域不可或缺的关键材料之一。为满足制造装备的要求，需对一体成型的CFRP构件进行二次加工，然而CFRP非均质、各向异性、层合结构等特征使其在加工过程中易出... 详细信息

碳纤维增强复合材料（CFRP）以其轻质高强、可设计性强等优势已成为航空航天领域不可或缺的关键材料之一。为满足制造装备的要求，需对一体成型的CFRP构件进行二次加工，然而CFRP非均质、各向异性、层合结构等特征使其在加工过程中易出现分层、毛刺、热影响区较大等缺陷。概述了CFRP各种加工方法的研究进展，对比分析了CFRP不同加工方法的优缺点，从方法、工艺及机理层面介绍了激光加工CFRP的研究现状，总结了CFRP在航空航天领域中的应用，分析讨论了CFRP激光加工当前面临的挑战和今后的研究重点。

关键词：激光技术碳纤维增强复合材料加工工艺超快激光航空航天

自然停放时间对低压铸造ZL114A合金力学性能的影响

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机械工程材料 2024年第3期48卷 68-72页

作者：田少鲲金圆平王淑青王海霖肖鹏李伟强肖抓张晓坤首都航天机械有限公司北京100076

对低压铸造ZL114A铝合金先进行(540±5)℃×14.5 h固溶处理,再进行不同时间(1~8215 h)的自然时效处理,然后对自然停放1~100 h的试验合金进行(170±5)℃×4 h人工时效处理,研究了自然时效过程中合金硬度的变化以及停放时间对人工时效后... 详细信息

对低压铸造ZL114A铝合金先进行(540±5)℃×14.5 h固溶处理,再进行不同时间(1~8215 h)的自然时效处理,然后对自然停放1~100 h的试验合金进行(170±5)℃×4 h人工时效处理,研究了自然时效过程中合金硬度的变化以及停放时间对人工时效后合金力学性能的影响规律。结果表明:在自然时效过程中,试验合金的硬度整体呈增大趋势,时效8215 h时达到91.8 HBW,低于人工时效的110 HBW。随着停放时间的延长,人工时效后试验合金的抗拉强度和屈服强度先升高,在停放10 h时达到峰值,分别为355.0,303.3 MPa,随后降低,在停放50 h时降至最低值,分别为336.7,261.7 MPa,随后又有所升高。断后伸长率的变化规律与强度的变化规律相反。在自然停放过程中由于形核驱动力低,试验合金中形成界面能较低的pre-β″相,在人工时效过程中形成强化效果更为明显的β″相,这是强度在停放10 h内升高的原因;而后强度降低的主要原因为不稳定溶质原子偏聚区(GP区)在人工时效时发生了重溶;当停放时间超过50 h后,GP区长大到了稳定的晶核尺寸,在人工时效处理时不会发生重溶,强度回升。

关键词：自然停放 ZL114A合金低压铸造力学性能

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进口平洗连煮控制系统的技术改造及升级

毛纺科技 2014年第10期42卷 44-47页

作者：范伟朱从利鹿庆福王瑞辉许文梦泰安康平纳机械有限公司山东泰安271000

研究了进口平洗连煮整个控制系统的技术改造及升级的一种方法,达到改造费用低、设备性能提升,保证了设备持续可用,并为公司节约维修及购机费用,降低公司运营成本。详细介绍了控制系统的构成、配置、原理及功能,叙述了改造升级的方法及... 详细信息

研究了进口平洗连煮整个控制系统的技术改造及升级的一种方法,达到改造费用低、设备性能提升,保证了设备持续可用,并为公司节约维修及购机费用,降低公司运营成本。详细介绍了控制系统的构成、配置、原理及功能,叙述了改造升级的方法及创新点。充分利用西门子公司强大的工业控制及驱动技术,结合系统整合能力,用中低端产品实现了高端产品的性能。

关键词：同步控制 PLC 变频器 WINCC 一体化工作站 Profibus-DP

定子通风槽钢结构对提高中型高压电机散热性能分析

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 297-306页

作者：彭德其曾航殷伟周晓辉李广艾润谭卓伟湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 中车株洲电机有限公司湖南株洲412000

为降低YJK450-6、400kW中型高压电机的通风散热性能,本文对该电机不同通风槽钢结构进行了散热性能研究。首先,在现有电机的直线标准型通风结构基础上,提出单列缩放型、双列直线型、双列缩放型3种轴-径向混合通风结构形式;在SpaceClaim... 详细信息

为降低YJK450-6、400kW中型高压电机的通风散热性能,本文对该电机不同通风槽钢结构进行了散热性能研究。首先,在现有电机的直线标准型通风结构基础上,提出单列缩放型、双列直线型、双列缩放型3种轴-径向混合通风结构形式;在SpaceClaim软件中建立电机3维温度场数值计算模型,根据基本假设和边界条件结合电机内部热量传递公式计算出电机仿真设置参数,并导入Fluent软件进行仿真模拟,其中,计算温度场所用热源通过AnsoftMaxwell平台计算的电机损耗值获取。其次,通过网格无关性和温升试验验证本文建立的电机3维温度场数值计算模型;通过仿真模拟对比分析3种轴-径向混合通风结构与直线标准型结构对电机流场和温度场的影响;采用正交试验法对轴-径向混合通风结构进行参数优化,得到最佳散热结构和参数方案;进一步探究冷却风速对双列缩放型槽钢的电机换热性能的影响;结合定子绕组温升和电机整体的温升均匀性系数,对最佳散热结构和参数方案电机进行散热效果评价。仿真结果表明:本文建立的计算模型是有效的;双列缩放型通风槽钢结构的各项散热性能指标均最好,是最优通风槽钢结构;径向风道高度为6mm且数量为13的双列缩放型通风槽钢结构为最佳散热结构和参数方案;双列缩放型通风槽钢结构两侧的平均对流换热系数随冷却风速增大而增大,且槽钢迎风面的平均对流换热系数明显大于背风面;径向风道高度为6mm且数量为13的双列缩放型通风槽钢结构电机的内/外层绕组温升分布均匀性系数比直线标准型电机分别提高88.13%、20.11%。因此,优化设计通风槽钢结构有利于电机内部空气流动和散热,可实现有效降低电机内部温升的目的。

关键词：中型高压电机轴-径向混合通风结构通风槽钢径向风道温升

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碳纳米管对PDC热稳定性及力学性能的影响

稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2321-2330页

作者：高中堂段迪彭腊梅丰德友王斌奇高志明西安科技大学机械工程学院陕西太合智能钻探有限公司

由于现代石油、煤田开采的环境愈加复杂，对钻头的耐热性与抗冲击韧性提出了更高的要求。而聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)作为钻头工作的核心零部件，会直接影响钻头的使用寿命。在实际的工况中，PDC往往会以... 详细信息

由于现代石油、煤田开采的环境愈加复杂，对钻头的耐热性与抗冲击韧性提出了更高的要求。而聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)作为钻头工作的核心零部件，会直接影响钻头的使用寿命。在实际的工况中，PDC往往会以断裂和耐热性差的形式失效。碳纳米管具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性，将碳纳米管引入PDC层中，可以解决PDC中抗冲击韧性差、热稳定性差的问题。本研究采用碳纳米管作为PDC的增强相，在高压和高温(5.5 GPa和1300℃)的条件下制备PDC复合材料，烧结时间为90 s。对PDC复合材料的微观结构、元素分布、相组成进行了表征，分析了碳纳米管对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明，碳纳米管添加量为1.4%(质量分数)的PDC抗冲击韧性从400 J提升到550 J，比原始PDC的抗冲击韧性高37.5%,PDC复合材料抗冲击韧性的提高归因于碳纳米管在裂纹偏转过程中的拔出和桥接。碳纳米管添加量为1.6%的PDC耐热性从原始的704℃提高至813℃，摩擦系数从0.064降低到了0.048，磨耗比达到159.69×10～4，比原始PDC提高了59.64×10～4。

关键词：聚晶金刚石复合片碳纳米管抗冲击韧性热稳定性摩擦系数

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三峡升船机齿轮齿条运行载荷与疲劳寿命研究

机械工程学报 2024年第5期60卷 119-129页

作者：师陆冰张志宏闫晓青汤伟毕裴帮刘忠明郑州机械研究所有限公司郑州450001 长江三峡通航管理局宜昌443002

通过三峡升船机实测运行数据分析,研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律,并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱,通过齿轮... 详细信息

通过三峡升船机实测运行数据分析,研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律,并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱,通过齿轮齿条疲劳寿命计算,并结合前期的全尺寸模拟试验结果验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统的服役可靠性。研究表明,三峡升船机齿轮齿条载荷主要由受船厢水深、运行状态控制的确定性载荷与一个服从正态分布的随机载荷偏差构成,通过数据拟合建立了升船机齿轮齿条载荷计算模型;受升船机运行模式与船厢水深变化影响,齿轮齿条上下齿面均会发生受载,且不同区域处齿条受载情况不一致,因此需要分区域编制载荷谱;对于驱动齿轮与中部齿条,载荷主要集中于齿轮下齿面与齿条上齿面,对于顶部和底部齿条,载荷分别集中于齿条的下齿面和上齿面,且其载荷较中部齿条更为显著;对于受载条件最为恶劣的底部齿条上齿面,计算得到滚动接触疲劳损伤损伤度仅达到1.36×10^(5),对应的齿条实际疲劳寿命可达到3.11×10^(11)次行程,远远超出齿条设计寿命;前期完成的全尺寸齿轮齿条模拟试验结果也同样验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统在设计寿命周期内不存在疲劳损伤风险。

关键词：三峡升船机齿轮齿条运行载荷载荷谱疲劳寿命

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壳聚糖纤维与棉混纺纱前处理及染色工艺研究

针织工业 2018年第4期 36-39页

作者：陈业伟孙会丰孙艾盈罗俊王勇耿亚琳泰安康平纳机械有限公司山东泰安271000

壳聚糖纤维具有良好的保湿性、抑菌性、可降解性等,在纺织品领域具有较好的应用价值。文中对壳聚糖纤维与棉混纺纱进行前处理,并分别采用活性染料、直接染料进行染色加工,测试了前处理及染色前后纱线壳聚糖含量的变化,染色后耐水洗色牢... 详细信息

壳聚糖纤维具有良好的保湿性、抑菌性、可降解性等,在纺织品领域具有较好的应用价值。文中对壳聚糖纤维与棉混纺纱进行前处理,并分别采用活性染料、直接染料进行染色加工,测试了前处理及染色前后纱线壳聚糖含量的变化,染色后耐水洗色牢度及耐汗渍色牢度。结果表明,煮练后壳聚糖纤维含量基本保持不变,染色后壳聚糖含量仍达到要求,且纱线耐水洗及耐汗渍色牢度较好。

关键词：壳聚糖纤维棉纤维混纺纱前处理染色壳聚糖含量染色牢度