[發(fā)明專利]一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210575098.4
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103020377A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳爭;肖珊彩;白艷;李明輝;張洪坤;張林中;張啟應(yīng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 馬麗蓮

1.一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，包括：（1）對直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模；（2）對直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)加載外載；（3）計算提取外載作用下的螺栓應(yīng)力結(jié)果；（4）對提取的螺栓應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行后處理；（5）根據(jù)后處理的結(jié)果計算螺栓的疲勞強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，其特征于：

在步驟（3）中，所述螺栓應(yīng)力結(jié)果包括對螺栓同一截面的軸向應(yīng)力和兩個相互垂直的彎曲應(yīng)力結(jié)果；

對應(yīng)地，在步驟（4）中，所述的后處理過程為：將所述軸向應(yīng)力和兩個相互垂直的彎曲應(yīng)力這三個應(yīng)力分量進(jìn)行迭加計算，然后根據(jù)最大主應(yīng)力法則合成合應(yīng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：

在步驟（2）中，所述外載采用分段加載的方式進(jìn)行加載；

對應(yīng)地，在步驟（5）中，計算螺栓的極限強(qiáng)度時，采用分段差值計算方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：在步驟（2）中，所述外載僅考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂中心處的My和Mz載荷。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：

在步驟（2）中，在加載外載時，分成正負(fù)載荷加載，并且各平均分為四段，其中，加載My載荷時，加載-My，-3/4My，-1/2My，-1/4My，0,1/4My，1/2My，3/4My，My共9個載荷步，加載Mz載荷步驟相同；

對應(yīng)地，所述步驟（5）中的分段差值計算方法為：選擇±My和±Mz對應(yīng)的螺栓合應(yīng)力中的最大值，差值得出最大Myz值對應(yīng)的螺栓合應(yīng)力，用其計算螺栓的極限強(qiáng)度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：

在步驟（2）中，首先對直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)施加螺栓預(yù)緊力和重力載荷，分為兩個載荷步，然后再施加所述的外載；

對應(yīng)地，在步驟（3）中，用施加螺栓預(yù)緊力、重力、外載的結(jié)果減去只施加螺栓預(yù)緊力和重力的結(jié)果，即得到外載作用下的螺栓應(yīng)力結(jié)果。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：

在步驟（5）中，所述疲勞強(qiáng)度的計算方法為：將步驟（4）得到的合應(yīng)力與外載疲勞載荷時間歷程相結(jié)合，得出螺栓截面各個位置最大主應(yīng)力隨時間變化的應(yīng)力譜，再將應(yīng)力譜統(tǒng)計成應(yīng)力結(jié)果的馬科夫矩陣，結(jié)合符合行業(yè)GL規(guī)范的螺栓疲勞S-N曲線，計算在特定風(fēng)力發(fā)電機(jī)疲勞載荷譜和工況發(fā)生次數(shù)條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全運行年限內(nèi)，各個螺栓同一截面不同位置的損傷值，從中選出最大的值為該螺栓的疲勞損傷值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：

所述符合行業(yè)GL規(guī)范的螺栓疲勞S-N曲線為經(jīng)過衰減處理的曲線。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：所述特定風(fēng)力發(fā)電機(jī)疲勞載荷譜為原始的疲勞載荷譜。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺栓強(qiáng)度分析方法，其特征在于：所述步驟（5）中還計算螺栓加緊狀態(tài)及被連接件的受力情況。