《封隔器有限元仿真分析规程 第1部分 密封机构》.pdf

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团体标准

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封隔器有限元仿真分析规程

第1部分：密封机构

Codeofpracticeforfiniteelementanalysis(FEA)ofpacker

Part1:Sealingparts

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国工业合作协会发布

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封隔器有限元仿真分析规程

第1部分：密封机构

1范围

本文件规定了压缩式封隔器密封机构坐封过程有限元仿真分析类型选择及计算流程、有限元建模规

则、有限元模型检查、模型分析与调试、结果评价、结果输出和报告编写等要求。

本文件适用于封隔器研发设计、加工生产、测试及现场应用阶段的有限元仿真分析，类似产品可参

考。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB3100-1993国际单位制及其应用

GB/T3101有关量、单位和符号的一般原则

GB/T26099.1机械产品三维建模通用规则

HG/T2701-2016压缩式封隔器胶筒

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

压缩式封隔器compressionpacker

靠轴向力压缩封隔件，使封隔件扩径来实现密封的封隔器。

3.2

坐封力packersettingforce

压缩式封隔器坐封时所需的轴向压缩力。

3.3

压缩距compressiondistance

封隔器坐封时其轴向被压缩的距离。

3.4

工作压差operatingpressuredifferential

封隔器坐封后，胶筒两端所承受的压力之差。

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3.5

轴对称模型asymmetricmodel

几何形状、约束条件及作用的载荷都对称于某一固定轴的模型。

3.6

超弹性材料hyperelasticmaterial

一种理想弹性材料的本构模型，其应力应变关系通过应变能密度函数表述。

3.7

场变量fieldvariable

描述随空间位置变化的物理量。

3.8

历史变量historicalvariable

描述随时间变化的物理量。

4计算类型选择及计算流程

4.1算法选择

封隔器启动坐封至坐封完成，胶筒与套管接触过程的有限元仿真分析宜采用结构静力学分析，载荷

分析步中应考虑几何非线性。

4.2材料参数获取

封隔器胶筒的橡胶材料参数宜通过开展橡胶材料力学性能试验获取，并按照5.5.3进行超弹性材料

本构模型拟合。

支撑环的金属材料参数宜通过开展单轴拉伸试验获取材料的应力-应变曲线，并按照5.5.4进行数

据处理。

4.3有限元仿真分析流程

封隔器坐封过程有限元仿真分析，首先需要根据封隔器设计与优化目标、计算周期和计算资源等制

定有限元分析方案，主要流程包括橡胶超弹性本构模型拟合、有限元建模、提交计算、结果输出、结果

评估及报告编写等六部分。

5有限元建模规则

5.1坐标系