基于損傷力學(xué)的HL級抽油桿疲勞分析研究

摘要：抽油桿在使用過程中受到損傷會對其安全性能造成影響。為分析損傷對HL級抽油桿安全性能的影響程度,根據(jù)損傷力學(xué)原理建立了抽油桿疲勞損傷演化模型,采用有效應(yīng)力法與ANSYS有限元軟件,對裂紋損傷、蝕坑損傷和偏磨損傷3種損傷形式下HL級抽油桿的剩余疲勞壽命進行了數(shù)值模擬。通過正交試驗分析了3種損傷形式下深度、寬度、角度等影響因素對HL級抽油桿剩余疲勞壽命的影響,并利用多元回歸方法得到了疲勞壽命與影響因素的關(guān)系式。模擬結(jié)果表明,3種損傷形式下影響抽油桿疲勞壽命的因素,按影響程度高低排列:裂紋損傷,依次為裂紋的位置、角度、深度和寬度;蝕坑損傷,依次為蝕坑的位置、深度和半徑;偏磨損傷,依次為偏磨的位置、深度和長度。3種損傷形式下HL級抽油桿疲勞壽命與影響因素回歸關(guān)系式的調(diào)整決定系數(shù)分別為82.0%、94.0%和90.9%。研究結(jié)果表明:損傷位置對HL級抽油桿疲勞壽命的影響極其顯著;裂紋深度、角度,蝕坑深度和半徑及偏磨深度的影響顯著;裂紋寬度也有一定影響。3種損傷形式下HL級抽油桿疲勞壽命與影響因素的回歸關(guān)系式,可為判斷HL級抽油桿的剩余壽命提供依據(jù)。