Дата публикации: 30.11.2022
Специалисты Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) разработали методику цифровых двойников, которая поможет повысить прочность стальных канатов для нефтедобывающих установок. Для отрасли во всем мире актуальна проблема эксплуатационной надежности специальных канатных штанг, которые обеспечивают работу нефтяных насосов, погруженных в наклоненные скважины малого диаметра. Оптимизация конструкции стальных канатов — одна из практических задач, о возможном решении которой российские исследователи рассказали в журнале The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.
Традиционно прочность стальных тросов и канатов, спроектированных согласно научно-технической документации, определяют экспериментальным путем. Но алгоритмы расчета прочности не могут учесть всех конструктивных особенностей изделия, которые в конечном счете влияют на его прочностные характеристики. Метод цифрового двойника, который предложили специалисты ВолГТУ, предполагают детальное компьютерное 3D-моделирование каната и подбор оптимального соотношения критически важных параметров.
«В результате исследования сделан вывод о достоверности компьютерного моделирования поведения при различных схемах нагрузки на сложную многоэлементную систему, которой является закрытый многослойный стальной канат», — приводит РИА Новости слова завкафедрой «Материаловедение и композиционные материалы» университета Леонида Гуревича.
По его словам, исследователи обнаружили влияние даже минимальных изменений размеров элементов конструкции на распределение напряжений и деформаций по изделию. Спроектированный оптимальный канат изготавливают в металле и передают для натурных испытаний, что позволяет сократить число повторяющихся дорогостоящих тестов, а значит, время и денежные затраты на испытания. Дальнейшей задачей научного коллектива станет объединение возможностей с ведущими производителями канатной продукции для выпуска высококачественных стальных компонентов нефтедобывающих установок.