《ansys分析实例》.docx

现代 CAE技术 班级：硕2011级17班 专业：石油与天然气工程 学号：2 0 1 1 2 0 3 8 9 姓名： 朱 盼 作业一：1 井眼稳定性与井筒压力 地层岩石弹性模量6.54×103MPa，泊松比： 0.22，内聚力：18MPa，内摩擦角：28°。 地应力s1=50MPa， s2=(10～50)MPa， 井筒内压p=(0～40)MPa，井眼直径220mm ，取井眼周围约15倍井眼直径范围进行 分析(即取3.0m)，用弹性和弹塑性有限元 分析井眼径向位移变化、井壁周围的应力 变化和井眼稳定性讨论。 要求： 1. 用APDL编程序。 2. 结果要求Word文件分析报告。 3. 报告中曲线用Excell生成。 APDL程序 语言 fini /CLEAR ! /PREP7 !* ET,1,PLANE42, !* MP,EX,1,6.54e3 MP,PRXY,1,0.22 ! TB,DP,1,,, TBMODIF,1,1,18 TBMODIF,1,2,28 TBMODIF,1,3, !---------- a=1500 b=1500 R1=220/2 !---------------- p1=50 ! MPa p2=10 p3=20 !------------------ RECTNG,0,a,0,b, !---A1 CYL4,0,0,R1 !---A2 !------------- !------------------ RECTNG,0,a,0,b, !---A1 CYL4,0,0,R1 !---A2 !------------- ASBA,1,2 !-----A3 !* DL,9, ,SYMM DL,10, ,SYMM !------------------- SFL,3,PRES,p1, SFL,2,PRES,p2, SFL,5,PRES,p3, !------------------- MSHAPE,0,2D MSHKEY,0 !* LESIZE,all, , ,20, , , , ,1 !* AMESH,3 ! FINISH /SOL SOLVE FINISH ! /post1 ! csys,0 N1=node(R1,0,0) N2=node(0,R1,0) !------ csys,1 1）当P1=50Mpa 、P2、P3赋初值分别为10和20 Mpa时 图1.1Von Mises应力云图 图1.2塑性等效应力云图 由图1.2知，在井壁附近局部区域出现塑性变形，表明在P1=50Mpa、P2=10Mpa 、P3=20Mpa应力作用下井壁是不稳定。 图1.3 井眼径向位移变化云图 图1.3所示上下边界位移最大，为11.19mm。 图1.4 p3=20Mpa时的SEPL曲线 图1.5 p3=10Mpa时的SEPL曲线 2）当P1=50Mpa、P2=50，P3=10Mpa时 塑性等效应力云图 (MPa) 图1.6 塑性等效应力云图 Von Mises应力 (MPa) 图1.7 Von Mises应力云图 塑性等效应力云图 (MPa) 图1.8塑性等效应力云图 塑性等效应力云图 (MPa) 图1.9 塑性等效应力云图 分析结果表明当两个主应力P1、P2越接近时，井壁愈稳定，即使没有内压存在，井眼仍会保持稳定。P1为50MPa，内压P3取10MPa，当P2为30MPa时井眼是稳定的，??当P2为20、10时会在井眼周围出现不同程度的应力集中，导致井壁失稳。 因此，井眼失稳主要是由于两个主应力的差异造成的。但也与井眼内液柱产生的内压有很大关系，内压得存在会消除部分由于地应力的各向异性带来的井眼 附近的应力集中。 作业二：钢板受力分析 钢板： E=2.1*105MPa，v=0.3，材料屈服应力：650MPa，厚度=25mm；P=30MPa。 1. 求孔眼附近sx的值(用路径曲线分析)，钢板内sx、 sy、txy以及Von Mises的应力场分布，形成Word文件分析报告。 2. P约为多少时，钢板开始屈服，钢板內最大Von Mises应力发生在什么位置？孔眼内壁附近的位移变化以及各种应力变化等值线云图， 形成分析报告。 要求： 1. 用APDL编程序。 2. 结果要求Word文件分析报告。 3. 报告中曲线用Excell生成。 APDL程序语言 /clear /PREP7 RECTNG,,150,,150, CYL4, , ,13 ASBA