应用细观力学与扩展有限元法数值模拟钻柱损伤

摘要：

钻井过程中,钻柱承受着拉扭等多种交变载荷的作用,其损伤机理一直是力学界深入研究的课题.笔者首先根据细观力学分析的基本原理,采用Abaqus软件的脚本语言Python建立细观尺度下晶粒分布模型,然后采用断裂力学算法——扩展有限元法对含有微裂纹的细观尺度下晶粒模型进行计算,分析裂纹的动态扩展过程以及相应的应力应变分布特征,最后根据细观力学中“均匀化”方法对不同时刻的应力应变进行处理,得到微裂纹扩展对钻杆材料宏观性能的影响.在宏观尺度下处于弹性阶段的钻杆材料,在细观尺度下仍会出现塑性区,且在微裂纹不扩展的情况下,弹性模量是恒定的.文章提出的思路为深入探索钻柱材料断裂机理提供了新的方法.

关键词：钻柱损伤、细观力学、均匀化、微裂纹、扩展有限元

所属期刊栏目：39

分类号：O346.1(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51574198;国家教育部博士点基金资助项目20135121110005.Supported by National Natural Science Foundation of China 51574198 and National Research Foundation for the Doctoral Program of Higher Education of China20135121110005.

在线出版日期：2017-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：121-128