基于貝殼表面仿生螺紋研究.pdf

1、粘扣是油管螺紋的主要失效形式之一，而石油生產(chǎn)全過程中所應(yīng)用的各類管件（油管、套管、輸油管等）均采用螺紋聯(lián)接，因此，解決油管的粘扣問題，一直是石油管件生產(chǎn)中的熱門話題。本文從油管螺紋粘扣的機(jī)理入手將貝殼表面溝槽狀仿生非光滑結(jié)構(gòu)的耐磨特點(diǎn)應(yīng)用在油管螺紋上以達(dá)到抗粘扣的目的。
　　利用有限元仿真的方法對(duì)普通油管螺紋、仿生非光滑溝槽結(jié)構(gòu)油管螺紋在擰緊力矩作用下與軸向力作用下的齒面載荷分布進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，仿生油管螺紋表面接觸應(yīng)力全面低于

2、普通螺紋，有效地減小了螺紋表面應(yīng)力集中現(xiàn)象。
　　為了得到理想的仿生抗粘扣螺紋，采用激光加工的手段，運(yùn)用合理地工藝方法將貝殼表面的溝槽結(jié)構(gòu)加工在油管螺紋表面。通過對(duì)未加工仿生結(jié)構(gòu)的普通螺紋試件、“0.5mm×0.4mm仿生溝槽結(jié)構(gòu)單元”油管螺紋試件、“0.5mm×0.8mm仿生溝槽結(jié)構(gòu)單元”油管螺紋試件在實(shí)際工況下進(jìn)行擰接試驗(yàn)。結(jié)果表明，在相同條件下，“0.5mm×0.4mm仿生溝槽結(jié)構(gòu)單元”油管螺紋試件所需擰緊扭矩相較于普通螺紋