Resumen

La carga y la distribución de la tensión de contacto en los dientes de la rosca en las conexiones roscadas de tuberías de producción y de revestimiento son de gran importancia para la optimización del diseño, el control de la fuerza de preapriete y la prevención de fallos de la rosca. Este artículo propone un método analítico basado en la mecánica elástica. Este método difiere bastante de otros trabajos, que se basan principalmente en el análisis de elementos finitos. La ecuación diferencial de la distribución de la carga en los dientes de la rosca se estableció de acuerdo con el mismo paso de la rosca engranada después de la deformación y se resolvió mediante el método de diferencias finitas. Además, la relación entre la carga que actúa sobre cada rosca engranada y la tensión de contacto media en su flanco de carga se establece basándose en la descripción geométrica de la superficie de la rosca. Mediante comparación, se aprueba este nuevo método analítico con el análisis de elementos finitos para una conexión roscada premium API 177,8 mm modificada. La comparación de la tensión de contacto en la última rosca engranada entre el modelo analítico y el MEF muestra que la precisión del modelo analítico disminuirá con el aumento de la fuerza de preapriete después de que el material entre en deformación plástica. Sin embargo, el método analítico puede satisfacer hasta cierto punto las necesidades de la ingeniería, ya que su error relativo es de aproximadamente 6,2%~18,1 o el nivel en servicio de la fuerza de preapriete.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Mathematical logic
• Palabras claves:análisis de elementos finitos, método analítico, modelo analítico, tensión de contacto, dientes de rosca, distribución de la tensión de contacto, método de diferencias finitas, última rosca engranada, nuevo método analítico, prevención del fallo de la rosca
• Keywords:finite element analysis, analytical method, analytical model, contact stress, thread teeth, contact stress distribution, finite difference method, last engaged thread, new analytical method, thread failure prevention