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自升式平台齿轮齿条升降机构强度分析  
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【英文题名】 Strength Analysis of Rack and Pinion of Jack-up Platform
【作者】 张卿;
【导师】 仝兴华; 薛世峰; 曹宇光;
【学位授予单位】 中国石油大学;
【学科专业名称】 工程力学
【学位年度】 2010
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 中国石油大学
【网络出版投稿时间】 2010-12-14
【关键词】 自升式平台; 齿轮齿条强度; ANSYS系统; 3D弹塑性接触模型;
【英文关键词】 Jack-up platform; Strength of rack and pinion; ANSYS; 3D elastic-plastic contact model;
【中文摘要】 在海洋石油勘探开发中,自升式海洋平台是使用数量最多的平台。自升式平台主要采用齿轮齿条升降系统,目前的升降系统均需要进口。自升式平台齿轮齿条强度是我国自主研发自升式平台升降系统的关键技术之一。本文的研究内容主要有以下几个方面: 1、齿轮齿条的啮合是一个动态过程。本文首先采用ANSYS软件建立了齿轮齿条的二维数值模型,基于该模型研究其在预压升降过程中齿面和齿根的应力变化; 2、根据齿轮齿条啮合的二维动态分析结果,确定齿轮齿条在啮合过程中的危险位置,进一步建立齿轮齿条的局部三维数值模型,对齿面和齿根做进一步精细分析。通过分析齿轮齿条在不同啮合位置时的Von mises应力和齿面接触应力的分布情况,并将其与公式计算结果相比较,认为基于有限元方法的数值结果可以作为该齿轮齿条强度分析的依据; 3、应用齿轮齿条三维精细分析结果,对齿根过渡圆角和齿条齿宽进行了优化。研究结果表明,适当增大齿条齿宽可以减小齿轮齿条的接触应力,增大齿轮齿条的齿根圆角半径可以提高齿轮齿条的齿根弯曲强度; 4、考虑到齿轮齿条啮合接触的超高应力,部分区域已进入塑性,因此本文建立了含硬化层的齿...
【英文摘要】 The largest number of Jack-up platforms have been being used in the offshore oil exploration and development. Rack and pinion lifting system is widely used on Jack-up platform. Lifting systems are to be imported at present. The strength of rack and pinion is one of the key technologies in our independent development of lifting system of Jack-up platform. The major works include the following: 1、Rack and pinion meshing is a dynamic process. This paper uses ANSYS software to build a two-dimensio...
【更新日期】 2011-01-14

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