| 1 绪论 | 第1-14页 |
| 1．1 系统仿真技术及其应用 | 第8页 |
| 1．2 机械系统仿真的四大要素 | 第8-9页 |
| 1．3 压裂工艺 | 第9-10页 |
| 1．4 压裂泵的结构 | 第10页 |
| 1．5 压裂泵的工作特点及其应用 | 第10-11页 |
| 1．6 国内外研究现状 | 第11-12页 |
| 1．7 本课题的提出 | 第12-13页 |
| 1．8 论文的主要内容 | 第13-14页 |
| 2、哈利伯顿1400型压裂泵动力端的CAD三维实体建模 | 第14-21页 |
| 2．1 CAD几何造型技术概述 | 第14-16页 |
| 2．1．1 引言 | 第14页 |
| 2．1．2 CAD发展各阶段的技术特点与发展趋势 | 第14页 |
| 2．1．3 基于特征的参数化建模的思想 | 第14-16页 |
| 2．1．3．1 特征技术的基本思想 | 第14-16页 |
| 2．1．3．2 基于特征的三维参数化建模技术 | 第16页 |
| 2．2 本论文三维几何实体建模的软件选择 | 第16-18页 |
| 2．3 哈利伯顿1400型压裂泵动力端三维实体建模 | 第18-21页 |
| 3 基于多刚体系统理论的哈利伯顿1400型压裂泵动力端仿真 | 第21-40页 |
| 3．1 多体系统概述 | 第21-23页 |
| 3．1．1 引言 | 第21-22页 |
| 3．1．2 多体系统动力学的发展 | 第22-23页 |
| 3．2 多刚体系统动力学理论及其数学模型 | 第23-27页 |
| 3．2．1 Newton-Euler动力学方程 | 第24页 |
| 3．2．2 拉格朗日动力学方程 | 第24-25页 |
| 3．2．3 罗伯森—维滕堡方法 | 第25-26页 |
| 3．2．4 凯恩动力学方程 | 第26-27页 |
| 3．3 多刚体动力学软件模拟 | 第27-29页 |
| 3．3．1 Pro／MECHANICA MOTION软件 | 第27页 |
| 3．3．2 运动模型建立的有关术语 | 第27-28页 |
| 3．3．3 运动模型建立步骤 | 第28-29页 |
| 3．4 哈利伯顿1400型压裂泵动力端多刚体动力学模型的建立 | 第29-30页 |
| 3．5 哈利伯顿1400型压裂泵动力端工况和外载的确定 | 第30-31页 |
| 3．5．1 主要技术条件 | 第30页 |
| 3．5．2 外加载荷的确定 | 第30-31页 |
| 3．6 哈利伯顿1400型压裂泵曲柄连杆机构仿真 | 第31-40页 |
| 3．6．1 运动学仿真 | 第31-34页 |
| 3．6．1．1 模型的装配、干涉分析 | 第31-32页 |
| 3．6．1．2 柱塞末端的运动位置仿真分析 | 第32-33页 |
| 3．6．1．3 柱塞的运动速度仿真分析 | 第33-34页 |
| 3．6．1．4 柱塞的运动加速度仿真分析 | 第34页 |
| 3．6．2 动力学仿真 | 第34-40页 |
| 3．6．2．1 模型冗余检查 | 第34-35页 |
| 3．6．2．2 柱塞所受液体压力仿真 | 第35-36页 |
| 3．6．2．3 十字头与连杆连接副间的载荷仿真分析 | 第36页 |
| 3．6．2．4 曲轴与连杆连接副间的载荷仿真分析 | 第36-37页 |
| 3．6．2．5 曲轴与箱体连接副间的载荷仿真分析 | 第37-38页 |
| 3．6．2．6 系统驱动力仿真分析 | 第38-40页 |
| 4 哈利伯顿1400型压裂泵动力端有限元分析 | 第40-60页 |
| 4．1 有限元法 | 第40-42页 |
| 4．1．1 有限元法的发展 | 第40-41页 |
| 4．1．2 有限元法的基本思想 | 第41页 |
| 4．1．3 有限元法的软件实现 | 第41-42页 |
| 4．2 三维结构有限元法的静力学分析 | 第42-46页 |
| 4．2．1 三维应力状态 | 第42-43页 |
| 4．2．2 四面体常应变单元 | 第43-45页 |
| 4．2．3 刚度矩阵 | 第45-46页 |
| 4．2．4 载荷分布 | 第46页 |
| 4．3 结构有限元的动力学分析 | 第46-49页 |
| 4．3．1 结构的动力学方程 | 第46-47页 |
| 4．3．2 固有振动特性 | 第47页 |
| 4．3．3 动力响应特性 | 第47-49页 |
| 4．4 疲劳分析技术 | 第49-52页 |
| 4．4．1 疲劳研究的发展历史 | 第49-50页 |
| 4．4．2 疲劳断裂机理 | 第50-51页 |
| 4．4．3 疲劳分析方法 | 第51-52页 |
| 4．5 轮毂失效的问题描述 | 第52-53页 |
| 4．5．1 轮毂的结构及工作原理 | 第52页 |
| 4．5．2 轮毂的使用情况 | 第52-53页 |
| 4．6 轮毂的静力学有限元仿真分析 | 第53-54页 |
| 4．6．1 轮毂的三维实体模型 | 第53页 |
| 4．6．2 计算模型 | 第53页 |
| 4．6．3 边界条件的处理 | 第53页 |
| 4．6．4 载荷工况 | 第53-54页 |
| 4．6．5 有限元计算结果及分析 | 第54页 |
| 4．7 轮毂的动力学有限元仿真分析 | 第54-58页 |
| 4．7．1 模态分析 | 第54-56页 |
| 4．7．2 动力响应特性 | 第56-58页 |
| 4．7．2．1 激振力 | 第56页 |
| 4．7．2．2 响应特性分析 | 第56-58页 |
| 4．8 轮毂的疲劳有限元仿真分析 | 第58-59页 |
| 4．8．1 疲劳分析的条件 | 第58页 |
| 4．8．2 疲劳仿真分析结果 | 第58-59页 |
| 4．9 结论 | 第59-60页 |
| 5 轮毂的结构优化设计 | 第60-70页 |
| 5．1 灵敏度分析技术 | 第60-61页 |
| 5．1．1 灵敏度分析技术的概述 | 第60页 |
| 5．1．2 灵敏度分析技术的发展状况 | 第60-61页 |
| 5．2 结构优化设计 | 第61-64页 |
| 5．2．1 有关优化设计的数学模型的基本术语 | 第61-63页 |
| 5．2．2 优化设计方法 | 第63-64页 |
| 5．3 轮毂的结构尺寸灵敏度分析 | 第64-67页 |
| 5．3．1 轮毂的二维结构图 | 第64页 |
| 5．3．2 灵敏度分析 | 第64-67页 |
| 5．4 轮毂的结构优化分析 | 第67-70页 |
| 5．4．1 优化的准备工作 | 第67页 |
| 5．4．2 优化仿真结果 | 第67-68页 |
| 5．4．3 疲劳校核 | 第68-70页 |
| 6 总结与建议 | 第70-72页 |
| 6．1 主要结论 | 第70-71页 |
| 6．2 建议 | 第71-72页 |
| 致谢 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-74页 |
