Дипломная работа

3.1 Построение конечно-элементной модели шарошечного долота 
со сферическими шарошками и определение условий расчета
Прочностные расчеты разборного шарошечного долота сферического
типа выполнены с использованием конечно-элементных технологий
моделирования в программной среде ANSYS при условии максимальных
усилий и моментов (Р
ос
=750 кН , М
вр
=6,5 кНм), создаваемых современными
высокопроизводительными буровыми станками (CAT MD6750) [55], а также
их неравномерного распределения по элементам долота при взаимодействии
с забоем скважины.
Расчетная модель (рисунок 3.1), согласно конструкции долота,
включает в себя корпус 1, оси 2, подшипники 3 и шарошки 4. При
построении расчетной модели принято условие, что один конец оси 2
закреплен в корпусе, второй, вместе с подшипником 3, закреплен в шарошке
4. В расчетах при этом НДС осей определяли для каждого конца оси
индивидуально. При формировании модели использовалась функция
Share
Topology 
[56], позволяющая объединить конечно-элементная (КЭ) сетку,
создаваемую внутри определенной группы (part/component) геометрических

---

54
объектов. По такому принципу в одну группу (part/component) объединены
тела корпуса 1 с обеими частями осей 2, а также, во вторую, третью и
четвертую группы (part/component), попарно тела шарошек 4 с
подшипниками 3.
Рисунок 3.1 – Общий вид модели шарошечного долота
На рисунке 3.2
а
, представлена КЭ модель бурового долота. Основные
элементы этой модели состоят из десяти узловых тетраэдров, а оси
сформированы 20-ти узловыми гексоганальными элементами. При
построении КЭ модели использовался метод
Tetrahedrons
с установкой
локальных сгущений сетки для большей детализации [57]. 

---

55