基于有限元分析法的石油机械设备设计流程

一 5 4 一 ■ 技术交流 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 5 年 第1 8 卷 基于有限元分析法的石油机械设备设计流程 杨锐 ( 大庆钻探工程公 司钻井 四公司 ，吉林 松 原 1 3 8 0 0 0 ) [ 摘 要】本文在有限元分析优化的基础上，介绍了 石油机械设备设计流程 ， 针对目前石油机械设备存在的问题，阐述了 基 于有限元设计优化过程与传统设计过程的区别和联系。通过计算机软件和基于有限元分析的优化设计模型的构建，对石油 机械设备设计步骤作 出进一步优化分析，实现高效率运作模式。在实践中将该优化成果进行合理应用，将显著提高企业的 经济效益。 [ 关键词】有限元分析法； 石油机械设备； 优化设计 石 油机 械 设备 在 能源 产 业迅 速 发展 的 形势 下得 以广泛应 用 ，随着石油价格 的不断变动 以及 开采难度逐年加大，石油装备 的创新设计开发显 得 日趋重要。创新不仅是石 油生产开发工作 的前 提 ，而且对 石油产 品的质量和成本也发生重要影 响。 目前 ，在石油机械设备设计过程 中常见 的问 题有 ： ( 1 ) 经验选材方式 。机械设备材料 的选择影 响 设备外观、使用性能、使用寿命等方面 ，选材至 少要满足性能和工艺这两种基本要求 。然而通常 情况下 ，一些人仅仅 依据 简单的计算和经验提供 的信息选择设备制造材料 ，这种方式严重 阻碍 了 设备设计最优化的进程 。 ( 2 ) 设备设计标准零散杂乱 ，没有在石 油设备 设计工作 中实现标准化与优化模型的融合。 在大力 弘扬可持续发展 的今 天，降低 能耗 、 提升机械设备的可用性对 于石油机械 设备 设计具 有十分重要的意义 。企业对 于石油机械设备 的设 计开发 ，应坚持走标准化 、低 投入 、零污 染、高 效能的发展模式。 在 机 械设 备 设计 过程 中 ，针 对 零 构件 的 强 度 、稳定性等 问题分析常用到结构力学 、材料力 学等理论知识 ，如果零构件结构十分复杂 ，简单 的理论力学分析将很难完成 。Wi n k e r t ~ 在 1 9 6 0 年分 析弹性力学平面 问题时首次提 出了F i n i t e E l e me n t Me t h o d ( 有 限元分析 法 )，标志着 有 限元分析 法首先在力学 中得 以运用 。随着研究的深入和计 算机技术 的普及 ，有限单元法不仅在 力学问题 的 分析计算 中得 以应用 ，还在 其他科学技术领域 中 得 到广泛应用 ，成为......