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        氢化丁睛橡胶作为一种超弹性非线性复合材料，仿真计算收敛困难。针对此问题，聚氨酯密封胶胶杯部分仿真时采用自适应网格重构技术。可基于一定准则对计算模型进行网格重划分，最终解决网格大变形或网格畸变导致的计算不收敛问题，可大幅提高计算精度和效率。

载荷位移加载

        为了真实反应聚氨酯密封胶筒的工作过程，仿真时分两个时间步对聚氨酯密封胶筒施加150 mm的竖向位移和34.5 MPa的泥浆压力，聚氨酯密封胶筒的位移及压力施加过程，如图所示。

        随着聚氨酯密封胶筒插人到套管内部，由于聚氨酯密封胶胶杯裙边尺寸大于套管内径，裙边因过盈发生弹性变形并产生1.63 MPa的初始应变应力，在聚氨酯密封胶胶杯和套管内壁产生了1.21 MPa的初始接触压力，为后续高压泥浆的密封提供了初始密封条件，聚氨酯密封胶筒插人套管时的应力云图如图所示。当循环高压泥浆作业时，泥浆压力作用到聚氨酯密封胶胶杯并使其贴紧套管内壁，最终在接触面产生38.31 MPa的接触压力，大于34.5 MPa的泥浆压力，从而实现聚氨酯密封胶筒对套管内高压泥浆的密封，接触应力变化云图，如图所示。

加压过程应力分析

        聚氨酯密封胶筒插人套管后，泥浆压力由0 MPa逐渐升高到34.5 MPa，为便于对比分析仿真结果，以2D轴对称形式对聚氨酯密封胶筒的变形及应力状态进行动态显示，如图所示。

        密封最大泥浆压力时，聚氨酯密封胶胶杯部分整体平均应力为10 MPa左右。随着压力升高，聚氨酯密封胶胶杯肩部橡胶在压力作用下贴紧套管内壁并向防突环方向滑动。最终在泥浆压力及摩擦力的作用下，在聚氨酯密封胶胶杯肩部产生较大应力，应力值为14.03 MPa。在骨架处底端，聚氨酯密封胶胶杯受骨架限制且受骨架形状因素的影响，在骨架尖角处产生15.77 MPa的最大应力值所示。

        通过仿真程序求解器输出数据可发现，随着压力的升高，聚氨酯密封胶胶杯部分网格产生大变形，此时程序根据设定准则对大变形及畸变网格进行重构，最终仿真系统网格数量4 243，节点数量3 576，新增网格23.8% ,新增节点18.9%。根据压缩式封隔器与遇油膨胀封隔器，应力破坏安全系数1.11.2，液压膨胀式管外封隔器，可得因此聚氨酯密封胶胶杯的许用应力为:式中为聚氨酯密封胶胶杯的许用应力，MPa;TS为聚氨酯密封胶胶杯材料的拉伸强度，MPa;n5,为聚氨酯密封胶胶杯设计安全系数。聚氨酯密封胶胶杯许用应力>15.77 MPa.结果表明聚氨酯密封胶胶杯强度满足设计要求。

        在封隔最大泥浆压力时，金属骨架受泥浆压力作用，在金属裙边与金属本体连接处因弯曲产生最大应力为370.3 MPa，如图所示。http://www.sdyuantai.net/