| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-9页 |
| 第1章 绪论 | 第9-17页 |
| ·单牙轮钻头概述 | 第9-12页 |
| ·单牙轮钻头的国外研究与应用 | 第9-11页 |
| ·单牙轮钻头的国内研究与应用 | 第11页 |
| ·单牙轮钻头的应用前景 | 第11-12页 |
| ·本文的研究目的和意义 | 第12-13页 |
| ·牙齿载荷的国内外研究现状 | 第13-15页 |
| ·牙轮钻头牙齿载荷研究现状 | 第13-14页 |
| ·PDC钻头切削齿载荷研究现状 | 第14-15页 |
| ·现有研究方法存在的问题 | 第15页 |
| ·本文的研究内容和技术路线 | 第15-17页 |
| 第2章 异形单牙轮钻头基本理论 | 第17-25页 |
| ·异形单牙轮钻头结构特点 | 第17-18页 |
| ·几何方程 | 第18-20页 |
| ·参考坐标系 | 第18-19页 |
| ·几何方程 | 第19-20页 |
| ·速度方程 | 第20-21页 |
| ·加速度方程 | 第21-22页 |
| ·动力学方程 | 第22-24页 |
| ·小结 | 第24-25页 |
| 第3章 异形单牙轮钻头牙齿载荷台架测试 | 第25-33页 |
| ·测试原理 | 第25-27页 |
| ·主要仪器设备 | 第27-28页 |
| ·钻头实验台架 | 第27-28页 |
| ·动态应变测试仪 | 第28页 |
| ·牙齿载荷传感器的标定 | 第28-30页 |
| ·标定方法 | 第28-29页 |
| ·传感器的维间耦合模型与解耦 | 第29-30页 |
| ·台架测试 | 第30-32页 |
| ·测试方案 | 第30-31页 |
| ·测试过程 | 第31-32页 |
| ·小结 | 第32-33页 |
| 第4章 实验室条件下异形单牙轮钻头牙齿载荷数值模拟 | 第33-49页 |
| ·牙齿载荷数值模拟的理论基础 | 第33-40页 |
| ·控制方程的中心差分算法 | 第33-34页 |
| ·单元的单点积分与沙漏控制 | 第34-36页 |
| ·牙齿与岩石的侵蚀单面接触算法 | 第36-37页 |
| ·岩石HJC动态本构模型 | 第37-40页 |
| ·数值模拟方案 | 第40-41页 |
| ·钻头钻进有限元分析的步骤 | 第41-42页 |
| ·钻头-岩石互作用有限元模型的建立 | 第42-48页 |
| ·基本假设 | 第42页 |
| ·钻头-岩石互作用几何模型的建立 | 第42-44页 |
| ·材料本构模型及参数的定义 | 第44-45页 |
| ·几何模型的网格划分 | 第45-46页 |
| ·约束及边界条件的施加 | 第46-47页 |
| ·牙齿局部坐标系的定义 | 第47页 |
| ·求解及控制的相关设置 | 第47-48页 |
| ·小结 | 第48-49页 |
| 第5章 数值模拟与台架测试的对比分析 | 第49-72页 |
| ·数据的处理方法 | 第49-52页 |
| ·井底模式的对比 | 第52-53页 |
| ·钻压与钻头轴向力的对比 | 第53-55页 |
| ·牙齿载荷时程曲线的对比 | 第55-59页 |
| ·牙齿载荷峰值的对比 | 第59-70页 |
| ·1号钻头牙齿载荷的对比 | 第59-65页 |
| ·2号钻头牙齿载荷的对比 | 第65-70页 |
| ·小结 | 第70-72页 |
| 第6章 现场试验钻头失效分析及数值模拟 | 第72-84页 |
| ·试验背景 | 第72-73页 |
| ·试验内容 | 第73页 |
| ·试验钻头的失效分析 | 第73-74页 |
| ·试验钻头的数值模拟 | 第74-78页 |
| ·建模思路及操作流程 | 第75-76页 |
| ·基本假设 | 第76页 |
| ·钻头-岩石互作用有限元模型的建立 | 第76-78页 |
| ·数值模拟结果的分析与讨论 | 第78-83页 |
| ·模型的能量 | 第78-79页 |
| ·岩石模型的预应力分布及钻头井底模式演化 | 第79-81页 |
| ·基于数值模拟结果的牙齿磨损失效分析 | 第81-83页 |
| ·小结 | 第83-84页 |
| 第7章 总结与展望 | 第84-86页 |
| ·总结 | 第84页 |
| ·创新点 | 第84-85页 |
| ·展望 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-92页 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 | 第92页 |