2500型压裂车副车架拓扑优化及分析

2500型压裂车副车架拓扑优化及分析

作者：吴汉川， 刘健， 庞罕， 肖文生， 杨本灵， 牛文录， WU Han-chuan， LIU Jian， PANG Han， XIAO Wen-sheng，YANG Ben-ling， NIU Wen-lu

作者单位：吴汉川,WU Han-chuan(中国石化集团江汉石油管理局第四石油机械厂,湖北荆州,434023)， 刘健,庞罕,肖文生,LIU Jian,PANG Han,XIAO Wen-sheng(中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛,266555)， 杨本灵,牛文录,YANG Ben-

ling,NIU Wen-lu(甘肃蓝科石化高新装备有限公司,兰州,730070)

刊名：

石油矿场机械

英文刊名：Oil Field Equipment

年，卷(期)：2012,41(3)

被引用次数：3次

参考文献(9条)

1.李美求.周思柱.李宁五缸压裂泵曲轴载荷计算及疲劳寿命分析[期刊论文]-石油矿场机械 2009(01)

2.李庆海.侯金龙.成艳红YLC-700Ⅰ型压裂车离合器输出装置故障分析及改进[期刊论文]-石油矿场机械 2008(07)

3.翟惠宁.吕茂岩.刘文涛YLC70环保型酸化压裂车改造[期刊论文]-石油矿场机械 2007(10)

4.郑翔.龚俊杰.方开荣抽油机驴头的拓扑优化设计[期刊论文]-石油矿场机械 2005(03)

5.王显会.许刚.李守成特种车辆车架结构拓扑优化设计研究[期刊论文]-兵工学报 2007(08)

6.潘锋.朱平.孟瑾微型货车车架的拓扑优化设计[期刊论文]-机械设计与研究 2008(02)

7.范文杰.范子杰.桂良进多工况下客车车架结构多刚度拓扑优化设计研究[期刊论文]-汽车工程 2008(06)

8.龙凯.覃文洁.左正兴基于拓扑优化方法的牵引车车架优化设计[期刊论文]-机械设计 2007(06)

9.董志明.潘艳君混凝土搅拌运输车副车架的受力分析及结构优化 2008(03)

引证文献(3条)

1.王新老式压裂车技术改造中的一些构想[期刊论文]-科技资讯 2012(27)

2.张旭明.唐卫军CPT-Y4型固井水泥车静态强度分析及改进[期刊论文]-石油矿场机械 2012(9)

3.何畏.孙宇.王向涛2500型压裂车主副车架刚性匹配的探究和仿真[期刊论文]-天然气与石油 2012(5)

本文链接：https://www.sodocs.net/doc/b713822075.html,/Periodical_sykcjx201203005.aspx

ANSYS拓扑优化原理讲解以及实例操作

拓扑优化是指形状优化，有时也称为外型优化。 拓扑优化的目标是寻找承受单载荷或多载荷的物体的最佳材料分配方案。这种方案在拓扑优化中表现为“最大刚度”设计。与传统的优化设计不同的是，拓扑优化不需要给出参数和优化变量的定义。目标函数、状态变量和设计变量（参见“优化设计”一章）都是预定义好的。用户只需要给出结构的参数（材料特性、模型、载荷等）和要省去的材料百分比。给每个有限元的单元赋予内部伪密度来实现。这些伪密度用PLNSOL ，TOPO 命令来绘出。拓扑优化的目标——目标函数——是在满足结构的约束（V ）情况下减少结构的变形能。减小结构的变形能相当于提高结构的刚度。这个技术通过使用设计变量。 结构拓扑优化的基本思想是将寻求结构的最优拓扑问题转化为在给定的设计区域内寻求最优材料分布的问题。通过拓扑优化分析，设计人员可以全面了解产品的结构和功能特征，可以有针对性地对总体结构和具体结构进行设计。特别在产品设计初期，仅凭经验和想象进行零部件的设计是不够的。只有在适当的约束条件下，充分利用拓扑优化技术进行分析，并结合丰富的设计经验，才能设计出满足最佳技术条件和工艺条件的产品。连续体结构拓扑优化的最大优点是能在不知道结构拓扑形状的前提下，根据已知边界条件和载荷条件确定出较合理的结构形式，它不涉及具体结构尺寸设计，但可以提出最佳设计方案。拓扑优化技术可以为设计人员提供全新的设计和最优的材料分布方案。拓扑优化基于概念设计的思想，作为结果的设计空间需要被反馈给设计人员并做出适当的修改。最优的设计往往比概念设计的方案结构更轻，而性能更佳。经过设计人员修改过的设计方案可以再经过形状和尺寸优化得到更好的方案。 优化拓扑的数学模型 优化拓扑的数学解释可以转换为寻求最优解的过程，对于他的描述是：给定系统描述和目标函数，选取一组设计变量及其范围，求设计变量的值，使得目标函数最小（或者最大）。一种典型的数学表达式为： ()()()12,,0 ,,0min ,g x x v g x x v f x v ?=??≤?? ?? && 式中，x -系统的状态变量；12g g 、-一等式和不等式的结束方程；(),f x v -目标函数； v -设计变量。 注：在上述方程中，x 作为系统的状态变量，并不是独立的变量，它是由设计变量得 出的，并且与设计变量相关。 优化拓扑所要进行的数学运算目标就是，求取合适的设计变量v ，并使得目标函数值最小。 基于ANSYS 的优化拓扑的一般过程 （进行内容排版修改） 在ANSYS 中，进行优化拓扑，一般分为6个步骤。具体流程见图5-1：

拓扑优化经典99行程序解读

3188-1-1.html Sigmund教授所编写的top优化经典99行程序，可以说是我们拓扑优化研究的基础； 每一个新手入门都会要读懂这个程序，才能去扩展，去创新； 99行程序也有好多个版本，用于求解各种问题，如刚度设计、柔顺机构、热耦合问题，但基本思路大同小异； 本文拟对其中的一个版本进行解读，愿能对新手有点小小的帮助。 不详之处，还请论坛内高手多指点 读懂了该程序，只能说是略懂拓扑优化理论了， 我手里就有一些水平集源程序是成千上万行，虽然在99行的基础上成熟了很多，但依然还有很多的发展空间。 源程序如下： %%%% A 99 LINE TOPOLOGY OPTIMIZATION CODE BY OLE SIGMUND, JANUARY 2000 %%% %%%% CODE MODIFIED FOR INCREASED SPEED, September 2002, BY OLE SIGMUND %%% function top(nelx,nely,volfrac,penal,rmin); nelx=80; nely=20; volfrac=0.4; penal=3; rmin=2; % INITIALIZE x(1:nely,1:nelx) = volfrac; loop = 0; change = 1.; % START ITERATION while change > 0.01 loop = loop + 1; xold = x; % FE-ANAL YSIS [U]=FE(nelx,nely,x,penal); % OBJECTIVE FUNCTION AND SENSITIVITY ANAL YSIS [KE] = lk; c = 0.; for ely = 1:nely for elx = 1:nelx n1 = (nely+1)*(elx-1)+ely; n2 = (nely+1)* elx +ely; Ue = U([2*n1-1;2*n1; 2*n2-1;2*n2; 2*n2+1;2*n2+2; 2*n1+1;2*n1+2],1); c = c + x(ely,elx)^penal*Ue'*KE*Ue; dc(ely,elx) = -penal*x(ely,elx)^(penal-1)*Ue'*KE*Ue; end end

电动汽车车架拓扑优化分析

摘要 车架一般由纵梁和横梁组成。其形式主要有边梁式和中梁式两种， 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。 纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽型，也有的做成Z形或箱型。很据汽车形式的不同和结构布置的要求，纵梁可以在水平面内或纵平面内做成弯曲的，以及等断面或非等断面的。 横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑汽车上的主要部件。通常载货车有5~6根横梁，有时会更多。边梁式车架的结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车，因此被广泛用在载货汽车和大多数特种汽车上 关键词：车架,衡量,纵梁

Abstract The frame consists of longitudinal and cross beam. Edge beam and beam type two kind of main forms, Composition of the side frame is composed of two is located on both sides of the longitudinal beams and a plurality ofbeams, by riveting or welding the longitudinal beam and the cross beam are connected into a rigid framework rugged. Stringer is usually made by low alloy steel plate stamping, section shape is generally shaped, some made of Z shaped or box. According to the different forms of the car and structural layout, longitudinal beam can be made into a curvedin the horizontal plane and vertical plane or, as well as the section section. Not only to ensure the beam frame torsional stiffness and bearing vertical load, but also can support the main auto parts. Usually the truck with 5~6 beam, sometimes more. Structural characteristics of the side frame is easy to installthe cab, carriages and some special equipment and arrangement of other assembly, is conducive to the modifiedvariation and development of variety car, so it is widely used in the truck and the majority of special purpose vehicle

全面分析--油田专用压裂车市场调查及投资策略

中国油田专用压裂车市场调查及投资策略分析 第一章中国油田专用压裂车行业发展概述 第一节产品定义 压裂是一种常规油气田增产以及页岩气、页岩油、煤层气等非常规油气资源开采核心技术，是中、低渗透油田勘探开发工程重要施工流程或环节。由于中、低渗透油田储层物性工况条件限制、钻井过程中钻井液污染等原因，油井射孔后自然产能低、开采效益差，须经过压裂才能正常生产。我国各类油气资源开发进入中后期阶段，石油、天然气供应缺口扩大，油气气井压裂作业越加频繁。 油田专用压裂车是压裂施工的主要设备，属油气田钻采特种车辆设备。主要作用是向油气井内注入高压、大排量的压裂液，通过向地层泵液注压将地层压开，把支撑剂挤入裂缝，提高油气层渗透率和油、气井采收率。油气田现场施工对压裂车技术性能要求很高，压裂车须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。一般油田专用压裂车多以成套设备即成套压裂机组形式出现，压裂泵车是压裂施工机组核心设备，主要由发动机、液力变速箱、压裂泵、控制系统和其他附件组成。压裂机车组一般由压裂泵车、仪表车、配液撬、压裂酸化管汇车、混砂车、输砂车和供液车等组配而成，是装有底盘的移动泵注设备，通过高压、大排量泵注酸液或处理液，实现压裂增产目的。 本报告油田专用压裂车范围——特指适用于非常规油气资源（如以吸附或游离状态存在于富有机质泥页岩及其夹层中的页岩气、页岩油；吸附在煤基质颗粒表面、游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体-煤层气等）开采的特定工况环境专用压裂车设备或压裂机组集成设备（指集压裂车、混砂车、管汇车和仪表车多种功能以及压裂、酸化、防砂等多种施工流程一体）。 第二节产品分类 压裂车按其适用不同油气资源特定工况环境分两类：常规油气田专用压裂车和非常规油气（页岩气、页岩油和煤层气）资源开采专用压裂车。 按设备型号、压力等级、机组输出功率等技术参数分：35MPa、70MPa、105MPa、120MPa、1 80MPa、400MPa等不同压力等级设备或多种型号机组（如RR1500型压裂车、HQ-2000压裂酸化机组、HF2000压裂车组）。 按设备功能、施工流程集成化程度或是否成套，可分压裂车单车、压裂车机组。油田专用压裂车机组一般包括几台压裂泵车以及混砂车、压裂仪表车、压裂管汇车、运砂车、供液车等辅助设备组配而成，仪表车计算机系统和连接电缆可采集所有压裂泵车、混砂车及管汇的排出压力、排量、密度等信号，结合压裂工艺要求进行控制。 第三节市场基本特点

结构拓扑优化的发展现状及未来

结构拓扑优化的发展现状及未来 王超 中国北方车辆研究所一、历史及发展概况 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支，它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，在国外处在发展的初期,尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法,将数值方法引入拓扑优化领域，拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初，程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题，他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计，开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年和提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法，该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一，提高了优化效率。 二、拓扑优化的工程背景及基本原理 通常把结构优化按设计变量的类型划分成三个层次：结构尺寸优化、形状优化和拓扑优化。尺寸优化和形状优化已得到充分的发展，但它们存在着不能变更结构拓扑的缺陷。在这样的背景下，人们开始研究拓扑优化。拓扑优化的基本思想是将寻求结构的最优拓扑问题转化为在给定的设计区域内寻求最优材料的分布问题。寻求一个最佳的拓扑结构形式有两种基本的原理：一种是退化原理，另一种是进化原理。退化原理的基本思想是在优化前将结构所有可能杆单元或所有材料都加上，然后构造适当的优化模型，通过一定的优化方法逐步删减那些不必要的结构元素,直至最终得到一个最优化的拓扑结构形式。进化原理的基本思想是把适者生存的生物进化论思想引入结构拓扑优化，它通过模拟适者生存、物竞天择、优胜劣汰等自然机理来获得最优的拓扑结构。 三、结构拓扑优化设计方法 目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类：退化法和进化法。 退化法即传统的拓扑优化方法，一般通过求目标函数导数的零点或一系列迭代计算过程求最优的拓扑结构。目前常用于拓扑优化的退化法有基结构方法、均匀化方法、变密度法、变厚度法等。 基结构方法（GSA）的思路是假定对于给定的桁架节点，在每两个节点之间用杆件连结起来得到的结构称为基结构。按照某种规则或约束,将一些不必要的杆件从基本结构中删除，认为最终剩下的构件决定了结构的最佳拓扑。基结构方法更适合于桁架和框架结构的拓扑优化。基结构法是在有限的子空间内寻优，容易丢失最优解，另外还存在组合爆炸、解的奇异性等问题。 均匀化方法（HA）引入微结构的单胞，通过优化计算确定其材料密度分布，并由此得出最优的拓扑结构。均匀化方法主要应用于连续体的拓扑优化设计，它不仅能用于应力约束和位移约束，也能用于频率约束。目前用均匀化方法来进行拓扑优化设计的有一般弹性问题、热传导问题、周期渐进可展曲面问题、非线性热弹性问题、振动问题和骨改造问题等。 变密度法是一种比较流行的力学建模方式，与采用尺寸变量相比，它更能反映拓

某矿用半挂车车架有限元分析及拓扑优化杜现斌

煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.34No.01 Jan.2013 第34卷第01期2013年01月 1建立车架有限元模型 在不影响分析结果精度及准确度的情况下对半挂车车架进行一些必要的简化及假设：（1）去除组合灯支架及对强度、刚度影响不大的立柱下方盒、下方盒翼板等；（2）忽略车架上细小的折弯和圆角等结构；（3）假设该车架各部件的焊接均为等强度焊接，且强度等于部件本身的强度；（4）整个组成车架的部件材料假设一致且各向材质同性。 车架的形状复杂，在建立有限元模型时，采用能较好适应不规则形状而且能满足一定精度要求的shell93号板壳单元，该单元是8节点二阶单元，单元每个节点有6个自由度。对车架进行网格划分时，要注意对网格数量、疏密、阶次、质量和布局的控制。本文采用单元边长40mm为参考划分网格（部分位置进行了细化），整个模型有43175个单元，134673个节点（模型略）。 2边界条件及载荷施加 边界条件半挂车车架前部通过牵引销座板支撑在牵引车鞍座上，车架后部有4组支架，通过钢板弹簧、轮胎支撑在路面上。由于不考虑钢板弹簧的作用，因此可将边界条件做如下处理：在半挂车前部将牵引销座板的中间位置作全约束；在半挂车后部约束各支架Y向（即垂直方向）位移。 载荷施加半挂车所受载荷比较简单，主要是自身重力及货物重力。自身重力的施加通过定义材料密度以及垂直方向振动加速度的方式实现，货物则以均布力的形式作用在主纵梁上翼板、副纵梁上翼板及边框的上表面。 3车架的有限元分析及结果 （1）静态满载弯曲工况 满载弯曲工况下半挂车车架整体应力分布如图1所示。从图中可以看出在满载弯曲工况下，车架前部以及后桥一轴前后的应力较大，最大应力为524MPa,出现在车架横梁A与纵加强板焊接的位置，如图2所示。从图中可以看出，除了2个与纵加强板焊接的位置，整个车架横梁A的应力水平都比较高。车架横梁A所用的设计材料为高强度热轧冷成型钢，其屈服极限为700MPa，所以在静态弯曲工况下，满足强度要求。但在实际使用中，由于路面冲击、车架振动等原因，此处的实际应力水平可能高于材料的屈服极限，容易发生开裂等破坏。 图1弯曲工况整体应力云图图2弯曲工况前端应力图（2）静态满载扭转工况 扭转工况是指该矿用半挂车行驶在不平路面 某矿用半挂车车架有限元分析及拓扑优化 杜现斌，张为春 （山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049） 摘要：车架是整车的关键部分，为了对其进行优化设计，基于有限元分析软件ANSYS建立车架有限元模型，再对车架在弯曲、扭转2种典型工况下施加相应的边界条件和载荷进行静态分析，通过分析结果找出车架中应力较大的部位来校验其强度是否符合要求，最后对车架进行初步的拓扑优化。 关键词：有限元分析；拓扑优化；矿用半挂车车架 中图分类号：TD562文献标志码：A文章编号：1003－0794（2013）01－0113－02 Finite Element Analysis and Topology Optimization of Mine Semi- trailer Frame DU Xian-bin,Z H ANG Wei-chun (School of Transportation and Vehicle Engineering,Shandong University of Technology,Zibo255049,China) Abstract:Frame is a key part of the vehicle,and for the sake of the optimization of design,the finite element model of the frame was created based on ANSYS,and then applied the corresponding boundary conditions and loads for static analysis under the two typical operating conditions of the bending and twisting.And then identified the part suffered a relatively bigger stress in the frame by analyzing the results to verify whether it meets the requirements of its strength.And finally,a preliminary topology optimization was made for the frame. Key words:finite element analysis;topology optimization;mine semi-trailer frame NODAL SOLUTION SUB=1 TIME=1 SEQV(AVG) DMX=10.628 SMX=523.695JUN32011 09:15:02 NODAL SOLUTION SUB=1 TIME=1 SEQV(AVG) DMX=10.628 SMX=523.695JUN32011 09:48:07 0116.377232.753349.13465.507 58.188174.565290.942407.318523.6950116.377232.753349.13465.507 58.188174.565290.942407.318523.695 X X A 113

25003000型压裂车操作规程

2500、3000型压裂车操作规程 1 编制目的 为加强安全生产工作，规范员工各项操作行为，提高员工安全操作技能，确保设备正常运转，预防各类事故的发生，结合已有规程，制定完善2500型、3000型压裂车操作规程。2适用范围 本规程适用于石油、天然气压裂施工中SYL2500Q-140、SYL3000-140型压裂车的操作与使用，其它类似2500型、3000型压裂车亦可参照本规程执行。 3 施工准备 3.1 压裂车进（井）场摆放 3.1.1 设备进（井）场摆放，要结合施工现场情况，提前勘察现场。压裂车摆放区域地面应平整，承重能力应满足设备停放。 3.1.2 压裂车进入施工现场排气管应装有阻火器。 3.1.3 压裂车摆放区应预先铺设防尘布，压裂区搭设围堰。 3.1.4车辆停放到位后，将车辆断气刹车合上，并使用不少于块驻车器掩在轮胎前后防止意外滑行。4． 3.1.5 压裂车摆放应预留检泵空间及逃生通道，车辆间距不少于0.8米，也方便于液力端检泵空间。 3.1.6 压裂车摆放到位后，将压裂车上液管线和高压管线分

别与高压管汇和混砂车连接好，按照先高压后低压的顺序进行安装，低压管线不可压于高压管线下。 3.1.7 压裂车液力端、排出法兰及所连高压管线应使用不小于5吨的吊装带缠绕。 3.1.8 将仪表装置的远传电缆与压裂车自动控制箱的信号输出接口对接好，各种控制线不可压于高低压管线下方，以防止被磨损破坏，测试确认连结信号正常。 3.1.9 安装压裂车接地线棒，接地电阻不大于4Ω。 3.1.10 压裂车头处摆放不少于1个8Kg干粉灭火器。 3.2 施工前设备要求 3.2.1 压裂液力端外表及内腔不应有裂纹；阀、阀座不应有沟、槽、点蚀、坑蚀及变形缺陷。 3.2.2 压裂车的压力传感器应满足施工限压要求，检测标定合格。 3.2.3 压裂车液力端排出法兰及高压管线应满足施工限压要求，检测标定合格。 3.2.4 压裂车超压保护装置应满足施工限压要求，检测标定合格。． 3.2.5 压裂高压件经高压检验合格，并留有检验鉴定书，以备查询。 4 压裂车操作 操作人员必须持证上岗

连续体结构拓扑优化方法及存在问题分析

编号：SY-AQ-00556 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 连续体结构拓扑优化方法及存 在问题分析 Topology optimization method of continuum structure and analysis of existing problems

连续体结构拓扑优化方法及存在问 题分析 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。 文章深入分析国内外连续体结构拓扑优化的研究现状，介绍了拓扑优化方法的发展及实现过程中存在的问题。对比分析了均匀化方法，渐进结构优化法，变密度法的优缺点。研究了连续体结构拓扑优化过程中产生数值不稳定现象的原因，重点讨论了灰度单元，棋盘格式，网格依赖性的数值不稳定现象，并针对每一种数值不稳定现象提出了相应的解决办法。 结构拓扑优化设计的主要对象是连续体结构，1981年程耿东和Olhof在研究中指出：为了得到实心弹性薄板材料分布的全局最优解，必须扩大设计空间，得到由无限细肋增强的板设计。此研究被认为是近现代连续体结构拓扑优化的先驱。 目前，国内外学者对结构拓扑优化问题进行了大量研究，这些

研究大多数建立在有限元法结构分析的基础上，但由于有限元法中单元网格的存在，结构拓扑优化过程中常常出现如灰度单元，网格依赖性和棋盘格等数值不稳定的现象。本文介绍了几种连续体结构拓扑优化方法及每种方法存在的问题，并提出了相应的解决办法。 1.拓扑优化方法 连续体结构拓扑优化开始于1988年Bendoe和Kikuchi提出的均匀化方法，此后许多学者相继提出了渐进结构优化方法、变密度法等拓扑优化数学建模方法。 1.1.均匀化方法 均匀化方法即在设计区域内构造周期性分布的微结构，这些微结构是由同一种各向同性材料实体和孔洞复合而成。采用有限元方法进行分析，在每个单元内构造不同尺寸的微结构，微结构的尺寸和方向为拓扑优化设计变量。1988年Bendsoe研究发现，通过在结构中引入具有空洞微结构的材料模型，将困难的拓扑设计问题转换为相对简单的材料微结构尺寸优化问题。 很多学者发展了均匀化方法，Suzhk进行了基于均匀化方法结

压裂车DOC.doc

第 2 章压裂车机组 2．1 压裂机组概述 压裂、酸化施工作业是改造油气藏的重要手段之一，压裂施工是通过注入高压流体使井底地层形成具有足够大小的填砂裂缝，以增加油气的流动性，提高油气采收率的一种有效方法，对于低渗透油气井需要借助于压裂和酸化作业才能达到稳产 的目的。这些工艺都要通过压裂设备来完成，所以压裂设备的发展直接影 响着压裂、酸化工艺的发展。一套压裂设备包括多台压裂泵车、 1~2 台混砂车、一 台压裂仪表车、地面管汇和其他辅助设备。在施工过程中混砂车将压裂液、支撑剂和各种添加剂混合完成后，通过连接管汇提供给多台压裂泵车，压裂泵车将混合液进行增压，通过高压管汇汇集后注入井底，压裂仪表车对作业全过程进行监控并进行施工分析和记录。 2．2 常用压裂泵车 压裂车泵主要由运载底盘、车台柴油机、传动机构、泵体传动等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。 2．2．1 YL70-670 型压裂车（ 700 型） 1．整车概况 YL70-670 型压裂车的工作只要是通过车台发动机（ CAT C-18）、传动箱（艾利逊 S6610M）、卧式三缸单作用柱塞泵来实现的，整个过程的控制都可以在操作室内完成。压裂车装有自动保护装置。在进行压裂施工作业时，操作人员可将仪表台上的工作压力进行设定，当实际工作压力超过这一设定压力时， 超压保护装置可立刻使车台发动机回到怠速状态。 YL70-670 型压裂车还具有泵工作排量的实时显示功能，因此操作非常方便。 该设备工作压力高、排量大，可用于浅井、中深井、深井的小型压裂、酸化 作业，也可用于压井、洗井、冲砂等施工作业。其最大工作压力为 65MPa，最大理 论排量为 1.58m3/min 。 2．标准配置 YL70-670 型压裂车主要由车载底盘、车台发动机（CAT C-18）、传动箱（艾利逊 S6610M）、 3ZB70-670 型卧式三缸柱塞泵、计量罐（ 2m3）、气路系统、润滑系统、电路系统、管汇系统、操作室等组成。

连续体结构拓扑优化方法及存在问题分析(最新版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 连续体结构拓扑优化方法及存在问题分析(最新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

连续体结构拓扑优化方法及存在问题分析 (最新版) 文章深入分析国内外连续体结构拓扑优化的研究现状，介绍了拓扑优化方法的发展及实现过程中存在的问题。对比分析了均匀化方法，渐进结构优化法，变密度法的优缺点。研究了连续体结构拓扑优化过程中产生数值不稳定现象的原因，重点讨论了灰度单元，棋盘格式，网格依赖性的数值不稳定现象，并针对每一种数值不稳定现象提出了相应的解决办法。 结构拓扑优化设计的主要对象是连续体结构，1981年程耿东和Olhof在研究中指出：为了得到实心弹性薄板材料分布的全局最优解，必须扩大设计空间，得到由无限细肋增强的板设计。此研究被认为是近现代连续体结构拓扑优化的先驱。 目前，国内外学者对结构拓扑优化问题进行了大量研究，这些

研究大多数建立在有限元法结构分析的基础上，但由于有限元法中单元网格的存在，结构拓扑优化过程中常常出现如灰度单元，网格依赖性和棋盘格等数值不稳定的现象。本文介绍了几种连续体结构拓扑优化方法及每种方法存在的问题，并提出了相应的解决办法。 1.拓扑优化方法 连续体结构拓扑优化开始于1988年Bendoe和Kikuchi提出的均匀化方法，此后许多学者相继提出了渐进结构优化方法、变密度法等拓扑优化数学建模方法。 1.1.均匀化方法 均匀化方法即在设计区域内构造周期性分布的微结构，这些微结构是由同一种各向同性材料实体和孔洞复合而成。采用有限元方法进行分析，在每个单元内构造不同尺寸的微结构，微结构的尺寸和方向为拓扑优化设计变量。1988年Bendsoe研究发现，通过在结构中引入具有空洞微结构的材料模型，将困难的拓扑设计问题转换为相对简单的材料微结构尺寸优化问题。 很多学者发展了均匀化方法，Suzhk进行了基于均匀化方法结构

2500型压裂车

2500型（YL140-1860）压裂泵车结构、操作与维护

目录 缩写说明 (Ⅵ) 第一章结构与组成 (1) 一、概述 (1) 二、工作原理 (3) 三、压裂泵车的编号及型号说明 (6) 四、2500型压裂泵车性能参数 (8) 1、总体尺寸及重量 (8) 2、整车工作性能参数 (9) 柱塞直径3－3/4″的性能参数 (9) 柱塞直径4″的性能参数 (11) 柱塞直径4-1/2″的性能参数 (13) 柱塞直径5″的性能参数 (15) 五、设备组成 (18) 1、装载底盘 (19) 2、动力系统 (23) 3、底盘取力装置 (29) 4、传动轴及刹车装置 (35) 5、冷却系统 (36) 6、压裂泵 (39) 7、泵的润滑 (42) 8、排出管汇 (44) 9、吸入管汇 (45) 10、加热装置 (46) 11、气压系统 (53) 12、控制和仪表系统 (54) 13、安全保护装置 (63)

第二章操作使用及维护保养 (66) 一、操作前的检查 (66) 1、载车底盘 (66) 2、动力链 (66) 3、5ZB-2800压裂泵 (66) 4、液力系统 (67) 5、气压系统 (67) 6、超压保护 (67) 7、其它 (67) 二、压裂施工前的准备及注意事项 (68) 三、设备的操作 (70) 1、压裂车的工作压力和工作档位 (70) 2、底盘发动机启动 (72) 3、液力系统启动 (72) 4、电控系统介绍及操作说明 (73) 5、泵车自动控制系统计算机操作说明 (76) 6、泵车自动控制系统的特点 (77) 7、按键功能说明 (78) 8、泵车自动控制系统软件界面说明 (82) 信息屏面 (84) 主运行屏面 (86) 单泵车运行屏面 (100) 单泵车校准屏面1 (103) 单泵车校准屏面2 (105) 附录I：DDC综合仪表操作说明 (107) DDC柴油机电控系统发动机故障代码表 (108) 四、停泵程序 (118)

拓扑优化

一种新的优化方法——拓扑优化。是一种以多种使用条件为目标优化参数的优化方式，可以提高零件的真正使用效益，更加准确的反映了设计的优化过程。 优化设计可以在很大程度上改善和提高铸造件、锻造件和冲压件的性能，并减轻产品重量。然而，优化设计特别是拓扑优化很少应用在实际工程中。一方面是因为工程问题的复杂性和高度非线性，拓扑优化技术目前还无法实现这些系统优化问题，但更重要的是一门新的技术和方法很难取代人们已经习惯多年的思维模式和工作方式。 工程设计人员需要有更系统、更科学的设计思想和方法，以达到提高产品开发效率、节约原材料、降低成本及提高产品质量的目的，结构优化设计则是实现这些目的较佳手段[1]。由于设计变量类型的不同，结构优化设计可以分为由易到难的四个不同层次：尺寸优化、形状优化、形貌优化和拓扑布局优化。由于拓扑优化设计的难度较大，被公认为是当前结构优化领域内最具有挑战性的课题之一。但是在工程应用中，拓扑优化可以提供概念性设计方案，取得的经济效益比尺寸优化、形状优化更大，因此，拓扑优化技术对工程设计人员更具吸引力，已经成为当今结构优化设计研究的一个热点。 发动机运转期间，主轴承座承受多种载荷，这些载荷包括：螺栓预紧载荷、轴瓦过盈载荷及曲轴动载荷等。目前，主轴承座的主要评价指标是结构的强度、刚度是否满足设计需求。在明确主轴承座承载情况和设计要求的前提下，作者对某大马力发动机原有主轴承座进行了最大爆发压力工况下的有限元分析。分析模型及主轴承座轴瓦径向变形量见图1（a）、图1 （b）和图1（c）。通过主轴承座的强度分析和动态疲劳安全系数分析可以得知：主轴承座的动态疲劳安全系数为1.843，远远大于安全系数阀值1，所以主轴承座的强度足以满足设计需求。而从图1（b）可以得知轴瓦在变形后水平方向径向减小0.0739mm ，已经接近曲轴、轴瓦径向间隙最小值0.079mm，这容易导致曲轴与轴瓦间缺少油膜润滑，形成干摩擦，最终导致曲轴磨损加剧，发动机动载荷增加，甚至机毁人亡的悲剧；另外从图1（c）可以得知轴瓦在变形后上下方向径向增加0.0971mm ，小于轴瓦径向变形许可值0.147mm 。所以，根据有限元分析结果可以判断：主轴承座在水平方向的刚度不足够，应该改进现有结构，提高其刚度性能。

第2章 压裂车

第2章压裂车机组 2．1 压裂机组概述 压裂、酸化施工作业是改造油气藏的重要手段之一，压裂施工是通过注入高压流体使井底地层形成具有足够大小的填砂裂缝，以增加油气的流动性，提高油气采收率的一种有效方法，对于低渗透油气井需要借助于压裂和酸化作业才能达到稳产的目的。这些工艺都要通过压裂设备来完成，所以压裂设备的发展直接影响着压裂、酸化工艺的发展。一套压裂设备包括多台压裂泵车、1~2台混砂车、一台压裂仪表车、地面管汇和其他辅助设备。在施工过程中混砂车将压裂液、支撑剂和各种添加剂混合完成后，通过连接管汇提供给多台压裂泵车，压裂泵车将混合液进行增压，通过高压管汇汇集后注入井底，压裂仪表车对作业全过程进行监控并进行施工分析和记录。 2．2 常用压裂泵车 压裂车泵主要由运载底盘、车台柴油机、传动机构、泵体传动等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。 2．2．1 YL70-670型压裂车（700型） 1．整车概况YL70-670型压裂车的工作只要是通过车台发动机（CAT C-18）、传动箱（艾利逊S6610M）、卧式三缸单作用柱塞泵来实现的，整个过程的控制都可以在操作室内完成。压裂车装有自动保护装置。在进行压裂施工作业时，操作人员可将仪表台上的工作压力进行设定，当实际工作压力超过这一设定压力时，超压保护装置可立刻使车台发动机回到怠速状态。YL70-670型压裂车还具有泵工作排量的实时显示功能，因此操作非常方便。 该设备工作压力高、排量大，可用于浅井、中深井、深井的小型压裂、酸化作业，也可用于压井、洗井、冲砂等施工作业。其最大工作压力为65MPa，最大理论排量为1.58m3/min。 2．标准配置YL70-670型压裂车主要由车载底盘、车台发动机（CAT C-18）、传动箱（艾利逊S6610M）、3ZB70-670型卧式三缸柱塞泵、计量罐（2m3）、气路系统、润滑系统、电路系统、管汇系统、操作室等组成。

基于拓扑优化的车身结构研究---经典

基于拓扑优化的车身结构研究 瞿元王洪斌张林波吴沈荣 奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖，241009 摘要：随着CAE技术的发展，虚拟仿真技术在汽车开发中的作用也愈来愈显著。而前期工程阶段，如何布置出合理的车身骨架架构，一直是个相对空白的地带，也是整车正向开发过程中绕不过的坎。尽管研发工程师根据经验，参照现有车型的结构特点，也能进行车身骨架架构的设定，但总是缺乏有效手段直观地反映不同车型结构布置的特点。本文用拓扑优化的方法，从结构基本特征的角度来审视这一问题，并运用该方法对某SUV车身结构进行研究，获得一些直观性的结论。 关键词：车身,前期工程,拓扑优化 1引言 随着对整车研发过程认识的加深，以及对正向开发过程的探索，在车型开发前期，对车身结构做出更合理的规划显得愈来愈重要。常规的研发思路之一是通过参考已有车型的结构，经过适当的修改，形成新的结构，并用于新车型中。但是对于原始车型的设计思路、结构布置的原因等缺乏系统的理解，或者理解不深，往往在更改过程中产生新的问题。为了部分解决上述问题，本文从结构拓扑优化的角度，对某SUV 车型车身结构的总体布置进行初步探讨，以期加深对结构布置的理解。 2研究方法概述 合理化的车身结构，是满足整车基本性能的重要保障。为了能够实现结构的最优布置，文献[1]使用了拓扑优化工具来布置车身结构。其基本思路是从造型以及车内空间布置出发，建立车身空间的基础网格模型，然后根据一定的工况要求，对基础网格进行拓扑分析，并根据拓扑结果建立梁、板壳模型，并进行多项性能的优化，从而实现车身结构的正向开发。本文借助于该思想，建立研究对象的结构空间包络，并对该包络进行拓扑分析，然后将仿真结果与原始结构进行比较，寻找车身结构中的关键点，推测初始结构可能的布置思想，从而加深对该研究思路的理解。其基本过程如下图所示：

汽车整车产品[包括乘用车、商用车、专用车、汽车底盘及成套散件(CKD和SKD),见附件1]生产企业实行出口资质

汽车整车产品[包括乘用车、商用车、专用车、汽车底盘及成套散件(CKD和SKD)，见附件1]生产企业实行出口资质管理，对出口经营企业实行生产企业授权经营管理。预申报《预报汽车生产企业及其授权出口经营企业目录》。现将有关问题通知如下： 一、预报汽车出口生产企业，应具备以下资质条件： (一)通过发展改革委汽车生产准入考核并在《车辆生产企业及产品公告》中公告； (二)生产场所通过国家强制性产品认证（CCC认证）； (三)在出口市场已建立了必要的销售服务体系，具备与出口汽车保有量相适应的维修服务能力。 二、每家有资质的汽车生产企业可授权3家出口经营企业。 三、发展改革委《车辆生产企业及产品公告》内的企业应单独申报，生产同一品牌的多个企业也可以集团公司名义申报。 四、地方机电办于9月30日前将以下材料[（二）、（三）项须同时提交电子版]汇总报送至国家机电办（出口处）：（一）相关资质条件证明材料； （二）《预报汽车生产企业及其授权出口经营企业目录》申请表（生产企业）（见附件2） （三）《预报汽车生产企业及其授权出口经营企业目录》申请汇总表（地方机电办）（见附件3） 附件：1.拟实行出口许可证管理的汽车产品目录 2.《预报汽车生产企业及其授权出口经营企业目录》 申请表（生产企业） 3.《预报汽车生产企业及其授权出口经营企业目录》 申请汇总表（地方机电办）

附件1 拟实行出口许可证管理的汽车产品目录

附件2 《预报汽车生产企业及其授权出口经营企业目录》 申请表（生产企业）

注：1.国内市场销售车型分为基本型乘用车(轿车)、运动型多用途车、多用途车、其他乘用车、重型载货车及底盘(含半挂牵引车)、中型载货车及底盘、轻型货车及底盘、微型货车及底盘、大中型客车及底盘、轻型客车及底盘、专用车及底盘。 2.出口车型分为：专用车及底盘、乘用车、商用车及底盘。 3.出口额包括自营出口额和供货出口额，须分别列出。

连续体结构拓扑优化方法评述_夏天翔

第2卷第1期2011年2月航空工程进展 A DV A N CES IN A ERON A U T ICA L SCIEN CE A N D EN GIN EERIN G Vo l 12N o 11Feb 1 2011 收稿日期:2010-12-01; 修回日期:2011-01-20基金项目:教育部长江学者创新团队项目(Irt0906)通信作者:姚卫星,w xyao@https://www.sodocs.net/doc/b713822075.html, 文章编号:1674-8190(2011)01-001-12 连续体结构拓扑优化方法评述 夏天翔,姚卫星 (南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室,南京 210016) 摘 要:连续体结构拓扑优化在优化中能产生新的构型,对实现自动化智能结构设计具有重要意义。目前,连续体结构拓扑优化方法主要有:均匀化方法、变厚度法、变密度法、渐进结构优化方法、水平集法、独立连续映射方法。本文首先系统回顾了以上方法的发展历程,介绍了它们的研究现状。其次,通过对比以上拓扑优化方法对若干典型算例的优化结果,表明以上方法都有较好的减重效果。最后,对以上方法进行了总结,列出了它们的优缺点和发展方向。 关键词:拓扑优化;均匀化方法;变厚度法;变密度法;渐进结构优化方法;水平集法;独立连续映射方法中图分类号:V 211.7 文献标识码:A A Survey of Topology Optimization of Continuum Stru cture Xia Tianx iang ,Yao Weix ing (K ey L abor ator y of F undamental Science fo r N atio nal Defense -adv anced Design T echno lo gy of F lig ht V ehicle,Nanjing U niver sity o f A eronautics and A st ronautics,N anjing 210016,China) Abstract:A s the to po log y optim izat ion o f continuum structure can pr oduce new config ur atio ns during the optim-i zatio n,it is significant for automatic str ucture design.A t present,the most commo nly used t opolo gy o ptimiza -t ion methods of continuum st ructur e ar e:the ho mog enization method,var iable t hickness method,v ariable dens-i t y metho d,evo lutio nar y str uctur al o pt imizatio n met ho d,lev el set metho d,independent co ntinuous mapping method.Firstly,the develo pment pro cesses of above metho ds ar e sy stematically review ed,their cur rent r e -sear ch is br iefly intro duced in this paper.T hen,these methods ar e com par ed and discussed t hr ough a number of typical ex amples.T he typical ex amples show that all of above methods have gr eat abilities to r educe w eig ht.F-i nally ,the adv ant ag es,disadv ant ag es and dev elo pment directio ns of abov e metho ds ar e discussed. Key words:to po lo gy o ptimization;homog enizat ion metho d;va riable thickness method;var iable density method;evolutionar y structure optimization metho d;lev el set method;independent continuo us mapping method 0 引言 按照设计变量的不同,结构优化可分为以下三个层次:尺寸优化、形状优化和拓扑优化。结构拓 扑优化能在给定的外载荷和边界条件下,通过改变结构拓扑使结构在满足约束的前提下性能达到最优。与尺寸优化、形状优化相比,结构拓扑优化的经济效果更为明显,在优化中能产生新的构型,是 结构实现自动化智能设计所必不可少的。 按照优化对象的性质,拓扑优化可分为离散体拓扑优化和连续体拓扑优化两种。连续体拓扑优化与离散体拓扑优化相比,在应用范围更广的同 时,模型描述困难,设计变量多,计算量大。在过去很长一段时间里,连续体拓扑优化发展得十分缓慢,直到1988年Bendso e 等人[1] 提出均匀化方法之后,它才得到了迅速发展。目前,国内外学者对结构拓扑优化问题已经进行了大量研究[2-9]。目前最常用的连续体拓扑优化方法有均匀化方法、变厚 度法、变密度法、渐进结构优化方法(ESO)、水平集法(Level set)、独立连续映射方法(ICM)等。从拓