腐蚀环境下裂纹形状对抽油杆裂纹扩展寿命的影响分析
冷建成1
岳江红1
张新2
许宏伟1
1.东北石油大学 机械科学与工程学院,大庆 1633182.杭州长川科技股份有限公司,杭州 310051
摘要：[目的]为明确不同初始裂纹形状对抽油杆疲劳寿命的影响,基于FRANC3D断裂力学软件对腐蚀环境下的抽油杆进行裂纹扩展模拟及剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测.[方法]首先,通过对比Newman-Raju解,验证了M积分法计算应力强度因子的仿真精度.其次,基于Ansys WorkBench软件建立了在役抽油杆有限元模型并进行了仿真分析,得出von Mises最大应力位于退刀槽与台肩的交接位置.最后,基于Python接口对FRANC3D进行二次开发,在无腐蚀和腐蚀环境下分别对半椭圆形裂纹和长浅表面裂纹进行了裂纹扩展模拟.[结果]结果表明,两种裂纹扩展时均是先中间扩展快逐步变为两端扩展快,在裂纹扩展到一定深度时裂纹前缘会逐渐椭圆化,从而对后续的裂纹扩展速率影响减小;腐蚀环境下的RUL比无腐蚀工况下分别降低28.95%和28.32%.研究结果可为在役抽油杆的RUL预测提供参考.
关键词：断裂力学裂纹扩展裂纹形状剩余使用寿命抽油杆
分类号：TE982(石油机械设备与自动化)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 56-62 )
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