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            一種新型鉆壓扭矩隨鉆測量傳感器的特性分析

            作者: 時(shí)間:2011-06-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            用于有限元計(jì)算的尺寸分別為:鉆鋌外徑178 mm、鉆鋌內(nèi)徑76mm,部分孔徑:45mm,部分孔深:39mm,蓋板厚度:15 mm,蓋板邊長:60 mmx60 mm。由材料力學(xué)知識(shí)可知:0°/90°/180°/270°4個(gè)方向的應(yīng)變片對鉆壓敏感、45°/135°/225°/315°4個(gè)方向的應(yīng)變片對測量敏感。理論上,將不同孔中對應(yīng)粘貼角度的應(yīng)變片串聯(lián)接入測量橋路就可以抵消彎矩作用對鉆壓測量結(jié)果的影響。假如彎矩作用使某一應(yīng)變片阻值增加,必然使相反方向的應(yīng)變片阻值減小,從而使串聯(lián)的總電阻保持不變。所以計(jì)算過程中未考慮彎矩的作用。
            2.3 有限元計(jì)算結(jié)果
            通過ANSYS建模、加載和計(jì)算,鉆壓、單獨(dú)作用與聯(lián)合作用時(shí)對輸出的影響規(guī)律、鉆鋌內(nèi)壓對這兩個(gè)測量參數(shù)的影響,尋求鉆鋌內(nèi)壓與環(huán)空壓力影響的修正方法。
            計(jì)算過程中用到的鉆壓扭矩參數(shù)參見表1,表中打鉤的計(jì)算點(diǎn)是以下分析的基礎(chǔ)。圖3、圖4分別表示鉆壓、扭矩單獨(dú)作用時(shí)的計(jì)算結(jié)果,考慮到應(yīng)變片粘貼的對稱性,兩圖只給出了0°/45°/90°/135°4個(gè)方向應(yīng)變量的輸出結(jié)果。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/161982.htm

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            圖3中45°、135°方向的應(yīng)變片隨著扭矩作用的增加,應(yīng)變量線性增加,而0°、90°方向的應(yīng)變片輸出幾乎不變;圖4中0°、90°方向的應(yīng)變片隨著鉆壓作用,應(yīng)變量線性增加,但是45°、135°的扭矩測量應(yīng)變片也隨著鉆壓作用而線性變化。
            由此可見:可以通過測量不同方向應(yīng)變片的應(yīng)變量來獲得實(shí)際的鉆壓扭矩值。但是不同角度應(yīng)變片對鉆壓、扭矩的敏感程度不同,扭矩作用只對45°、135°方向的應(yīng)變片敏感,而4個(gè)方向的應(yīng)變片都對鉆壓作用敏感。也就是說,鉆壓作用對扭矩測量有影響,而扭矩作用對鉆壓測量幾乎沒有影響,實(shí)際的測量條件下,必須考慮兩個(gè)參數(shù)之間的耦合程度與解耦算法。

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