高静压下长杆中轴向应力波衰减研究

来源：振动与冲击杂志2024年第18期北京时间：

作者：卢勇，张永民，张少杰，罗成，邱爱慈

单位：西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710000

摘要：针对用于非常规页岩油开发的可控冲击波设备负载推送杆，本文提出了一种可用于高静压环境的内置吸收杆应力波衰减结构，基于LSDYAN与简化Johnson-Cook本构模型，开展了推送杆中应力波衰减规律的数值模拟研究。首先，基于实验数据对材料模型参数及数值算法的可靠性进行验证，在此基础上计算了不同外部环境、不同载荷参数及不同吸收杆参数对应力波衰减效果的影响。研究结果表明：外部是否存在静压对吸收杆的应力波吸收效果无显著影响，但静压会在空腔区造成部分应力集中，在50MPa外压力下内壁等效集中应力峰值可达100MPa；吸收杆对应力波能量的吸收效果取决于其脱离壁面前注入其中的能量；在载荷参数适配的条件下，通过串接多个吸收杆结构可以增加对应力波的衰减效果。研究结果可为水下高静压环境下的结构抗冲击防护设计提供指导与参考。<br>

关键词：高静水压；应力波衰减；有限元分析；抗冲击结构