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摘要
为探究钻井泵原头体裂纹扩展规律，对五缸钻井泵进行裂纹扩展分析。首先，针对泵头体材料进行拉伸、断裂韧度及裂纹扩展速率试验，获得有限元仿真参数；随后，对泵头体进行极限工况下的强度分析及疲劳安全系数分析，获得易发生裂纹的区域；最后，通过改变裂纹形状、尺寸、应力比及温度来探究泵头体的裂纹扩展规律。结果表明，五缸钻井泵泵头体易产生裂纹的区域为右端液压腔相贯线位置处；裂纹尺寸的增加会促进疲劳裂纹的扩展，且初始裂纹的深度对裂纹扩展的促进作用更加显著；增加泵头体的应力比会导致裂纹扩展难度增加，延长寿命；随着温度的增加，初始裂纹扩展加速；以裂纹深度准则进行安全性判断时，R=0.1和R=0.2时寿命分别为146和246 h;以结构面有限性度准则进行安全性判断时R=0.1和R=0.2时寿命分别为101和122 h。
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单位石油大学机电工程学院
