关键词：强度理论；井下工具；强度计算
引言
井下工具是油田井下作业过程中非常重要的一个设备，在油田生产发展过程中发挥出了重要作用，为了能够充分保证井下作业的顺利开展，就必须要在作业之前对井下工具强度进行严格核算，在此基础上才能充分保证井下工具强度满足实际的施工要求。在当前计算过程中强度理论的应用发挥出了非常重要的作用，强度理论本身的命题非常简单.，但是其实际解决的问题却相对比较复杂，针对强度研究的理论覆盖面积相对比较广，本文主要针对井下工具强度计算过程中强度理论的应用进行探讨。
1 材料破坏形式
材料破坏形式主要包括屈服以及断裂等两种形式[1]。材料实际产生的破坏形式会根据材料的不同以及实际所受的应力状态差异而产生较大差别。而相同的材料如果实际所受到的应力状态有所不同，那么最终也会导致出现不同的破坏形式。由此可见，应力状态在很大程度上直接决定了材料的破坏形式。
2 强度理论提出
由上述所述可以知道，材料在受到应力作用的情况下就很可能会出现屈服或者是断裂的两种破坏现象，而强度理论主要就是针对材料实际所受到的应力状态相对比较复杂的情况下，材料内部单元体主应力实际应该满足的条件，才能够保证材料强度处于安全状态来进行说明，也就是说，要充分说明材料在满足何种条件的情况下才会产生屈服，或者是在达到何种条件之下才会产生断裂等状况。一旦针对导致材料破坏的条件进行了进一步明确，就可以便捷的建立起材料的强度条件。
3 基本强度理论分析
3.1 第一强度理论
第1强度理论通常情况下也被称为是最大拉应力理论，当用在材料上的最大拉应力达到某一数值的情况下就会导致材料发生断裂。其实际的强度表达式如下：
上述公式中主要用来表示材料实际的许用应力，MPa。
这种理论主要是适用于一些诸如铸铁具有脆性的金属在受到承受压力的情况[2]。
3.2 第二强度理论
第二强度理论通常情况下也被称为是最大拉应变理论，该理论认为材料实际产生的破坏现象主要是因为材料所受到的最大拉应变所导致。如果实际的数值与材料本身在单向拉伸的过程中发生断裂的应变值相同的时候，材料就会出现脆性断裂现象。发生这一现象的强度条件表达式为：
上述公式中主要表示的是柏松比。
3.3 第三强度理论
第三强度理论通常情况下也被称为是最大切应力理论，在这种理论中材料的最大切应力对材料的屈服起到了主要的作用，也就是说如果材料实际所受到的电力状态比较复杂，但是当材料所受到的最大切应力达到了一定的极限值，就会导致材料产生屈服，并进入到塑性状态。
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3.4 第四强度理论
第四强度理论通常情况下也被称为是歪斜能应力理论，这种理论在针对材料进行研究的过程中，对材料实际所受到的等共同起到的影响进行了充分考虑。其实际的强度表达公式如下：
综合上述几种理论的论述之后，可以将4种不同的强度理论强度条件表达公式写成统一的形式[3]。
，主要是用来表示材料实际受到的应力状态相对比较复杂的情况下相当应力。
针对二向应力状态现象，例如梁在弯曲状态下所受到的应力情况，通常情况下都是圆轴受到扭转与弯曲作用或者是受到扭转与拉伸的共同作用，针对这种二向应力状态，第三强度理论以及第四强度理论都进行了专门的罗列。
针对塑性材料都充分利用第三或者是第四强度理论来建立起相关的屈服条件；而针对脆性金属材料等在承受二方或者是三方拉应力的情况下，可以充分利用第1强度理论来建立起相关的区域条件。
4 组合变形
在实际中构件通常情况下会发生拉、压、扭转、弯曲等一些基本的变形现象。而多数情况下构件会同时出现两种或者是两种以上的基本变形组合状况。在工程施工实践中主要有以下几种常见的变形组合：（1）两个不同的平面出现弯曲组合。
（2）构件出现了拉伸与弯曲组合或者是存在压缩与弯曲组合，同时还会出现偏心拉或者是压等组合状况。
（3）构件还经常会出现扭转与弯曲组合，或者还会出现扭转与拉伸的组合形式。
在实际针对组合变形问题进行处理的过程中，针对实际的组合变形通过进一步分解后形成单一的基本变形，在此基础上来针对每一种基本变形状况以及应力进行分别考虑，最后将结果进行叠加之后，就能够分析出构件的组合变形状况。
5 实际应用分析
井下工具由于实际作业环境比较恶劣，而且一旦再出现事故之后会给企业带来巨大经济损失，与此相关的设计人员在井下作业过程中针对井下工具强度进行严格调查是非常重要的一项工作。例如在针对井下工具传动轴进行分析的时候，首先可以将传动轴受力在传动轴的中心上进行进一步简化，在此基础上，绘制出传动轴的扭矩图以及轴力图，并进一步确定传动轴在受力状况下实际的危险截面，在此基础上就能够将传动轴的拉应力、切应力及最大弯曲应力等进行精确计算。
6 结论
根据整个计算过程分析可以知道，面对实际问题时建立相应的数学模型是非常关键的一个步骤，通过数学模型就能够精确的进行受力状况分析，在实际针对井下工具进行计算的过程中，通过建立模型和树立状况分析之后，就可以进一步绘制出弯矩图、扭矩图以及应力图等，并最终找出井下工具的危险截面，然后充分利用强度理论就能够最终对井下工具的强度进行严格计算和校核。
参考文献：
[1]高江平，杨华，蒋宇飞，吴鹏阁，孙世界.三剪应力统一强度理论研究[J].力学学报，2017，49（06）：1322-1334.
[2]昝月稳，俞茂宏.岩石广义非线性统一强度理论[J].西南交通大学学报，2013，48（04）：616-624.
[3]俞茂宏，M.Yoshimine，强洪夫，昝月稳，肖耘，李林生，盛祖铭.强度理论的发展和展望[J].工程力学，2004（06）：1-20.
论文作者:李俊国
论文发表刊物:《文化时代》2019年17期
论文发表时间:2020/1/16
标签：强度论文; 应力论文; 理论论文; 材料论文; 井下论文; 组合论文; 情况下论文; 《文化时代》2019年17期论文;