第1篇 有限元技术及工作原理

第l章 有限元法简介 

 1.1 有限元法的起源与发展 

 1.2 有限元法中的常用术语 

 1.3 有限元法的基本思想 

 1.4 有限元法求解问题的基本步骤 

 1.5 有限元法在结构分析中的应用 

 1.6 有限元法的发展趋势 

第2章 有限元法中的理论基础 

 2.1 位移法 

 2.2 加权余量法 

 2.3 变分原理和里兹方法 

第3章 平面问题的有限元法 

 3.1 平面问题分类 

 3.2 平面问题基本方程 

 3.3 常用的平面单元 

 3.4 单元位移模式和形函数的构造 

 3.5 单元刚度矩阵和等效节点荷载列阵 

 3.6 总体刚度矩阵和荷载列阵 

 3.7 位移边界条件的处理 

 3.8 总体方程求解和应力计算 

第4章 空间问题的有限元法 

 4.1 四节点四面体单元 

 4.2 六面体单元 

第2篇 ANSYS有限元软件及结构分析实例

第5章 ANSYS有限元软件简介 

 5.1 ANSYS软件的发展 

 5.2 ANSYS软件的主要技术特征 

 5.3 ANSYS软件的使用环境 

 5.4 ANSYS软件的基本操作 

 5.5 ANSYS结构分析 

第6章 基于ANSYS技术的常见结构有限元分析 

 6.1 平面应力问题有限元分析 

 6.2 平面应变问题有限元分析 

 6.3 轴对称问题有限元分析 

 6.4 梁问题有限元分析 

 6.5 桁架问题有限元分析 

 6.6 结构模态有限元分析 

 6.7 结构瞬态响应有限元分析 

 6.8 疲劳问题有限元分析 

第3篇 有限元技术在油井管工程中的应用

第7章 非均匀地应力作用下套管应力分析 

 7.1 地应力简介 

 7.2 国内外套管损坏现状分析 

 7.3 常用套管挤毁压力计算公式 

 7.4 非均匀地应力作用下套管应力计算公式 

 7.5 非均匀地应力作用下套管应力有限元计算 

第8章 磨损套管剩余强度分析 

 8.1 套管磨损程度分析 

 8.2 深井偏心磨损套管剩余强度理论分析 

 8.3 厚壁套管磨损后应力实例分析 

 8.4 厚壁套管磨损后应力双极坐标解答与有限元对比分析

第9章 射孔段套管强度分析 

 9.1 射孔段套管抗外挤强度分析 

 9.2 非均匀地应力下射孔段套管抗外挤强度分析

 9.3 含孔边裂纹射孔套管抗内压强度分析 

 9.4 射孔段套管Von Mises等效应力分析 

第10章 管柱振动特性及振动对管体影响分析 

 10.1 管柱振动特性分析 

 10.2 完井管柱疲劳寿命分析 

 10.3 振动管柱与井壁磨损分析 

第ll章 螺纹接头完整性分析 

 11.1 螺纹接头完整性分析方法简介 

 11.2 API标准螺纹接头完整性有限元分析 

 11.3 特殊螺纹接头完整性有限元分析 

参考文献

《有限元技术及其在油井管工程中的应用》编著者曹银萍、窦益华。

《有限元技术及其在油井管工程中的应用》共分三篇，11章。第1篇(第1～4章)介绍了有限元法的工作原理，包括有限元法的理论基础、平面问题和空间问题的有限元法求解；第2篇(第5～6章)首先介绍了常用的有限元分析软件——ANSYS，接着以常见结构为例说明了采用ANSYS软件进行结构分析的过程，包括ANSYS软件的安装、界面、操作说明以及处理平面应力、平面应变、轴对称、梁、桁架、模态、瞬态响应、疲劳等典型问题的步骤；第3篇(第7～11章)结合油田现场，借助ANSYS软件分析了油井管工程中常见的强度安全性问题，包括在非均匀地应力作用下套管应力分析、磨损及射孔套管强度分析、振动对管体及油管接头的影响分析。

本书可以作为高校本科生和研究生以及油田科研人员的参考书，亦可供相关工程技术人员参考。

《有限元技术及其在油井管工程中的应用》编著者曹银萍、窦益华。

有限元分析方法(简称有限元法)最早应用于航空、航天领域，用来求解线性结构问题。有限元法的核心思想是将结构离散化，将实际结构离散为有限数目的规则单元系统，即将无限自由度的求解问题转化为有限自由度的求解问题，通过建立数学方程获得有限自由度的解，这样可以解决许多采用理论分析无法求解的复杂工程问题。

ANSYS软件是由美国ANSYS公司开发的一套功能强大的有限元通用分析程序，具有强大的前处理、求解和后处理能力，目前广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、机械等科学应用领域。ANSYS把CAD、CAE、CAM技术集成于一体，可以满足用户设计、计算、制造全过程的使用要求。