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异形单牙轮钻头牙齿载荷数值模拟与实验验证

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

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