[發明專利]一種風機葉片葉根預埋螺套及其設計方法

在審

• 申請號: 201911036001.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110778448A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 何學;黃鳳英;張菊芳;陳文光;李軍向
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/00
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮炳輝

1.一種風機葉片葉根預埋螺套，包括葉根預埋螺套本體，其特征在于：所述葉根預埋螺套本體為錐形套結構，所述錐形套結構的小端為葉尖螺套端，并加工有內螺紋，其大端為葉根螺套端，與風機軸承相接觸，所述錐形套結構的外壁加工有外齒，所述外齒由多段連續的圓弧組成，該多段連續的圓弧構成波浪紋型結構，用于增大與周圍復合材料接觸面積，提高葉根預埋螺套本體的抗拉拔力，所述錐形套結構的小端端部設有燕尾型開槽，能夠使該端部的內壁壁厚逐漸減小，防止葉根預埋螺套本體葉尖螺套端周圍的玻璃鋼應力集中。

2.一種權利要求1所述的風機葉片葉根預埋螺套的設計方法，其特征在于，包括以下步驟，

1)建立葉根預埋螺套本體三維模型，該葉根預埋螺套本體的外齒由多段連續的圓弧組成，該多段連續的圓弧構成波浪紋型結構，能夠增大葉根預埋螺套本體與周圍復合材料接觸面積，提高抗拉拔力，該圓弧節圓半徑為R，在葉根預埋螺套本體三維模型的外齒上模擬纏繞玻纖紗，通過迭代分析計算得到玻纖紗紗線抗拉拔力最大值所對應的R值；

2)通過有限元分析得出葉根預埋螺套本體的葉尖螺套端周圍的玻璃鋼的應力分布圖，針對玻璃鋼應力集中的問題，在葉尖螺套端內部設置燕尾型開槽，使葉尖螺套端內部的壁厚逐漸降低，使其局部剛度過渡平緩，進而使玻璃鋼應力過渡均勻、平緩，提高葉根預埋螺套本體的抗拉拔性能；

3)通過有限元分析得出將葉根預埋螺套本體設計為錐形套結構，即增大葉根螺套端的直徑，進而增大葉根螺套端端面與風機軸承的接觸面積，使葉根螺栓載荷連接系數降低。

3.一種權利要求2所述的風機葉片葉根預埋螺套的設計方法，其特征在于，在步驟1)中，采用漸進失效理論分析方法進行迭代分析，具體步驟如下，

a)定義初始條件，建立葉根預埋螺套本體初始模型，定義初始圓弧半徑R，在葉根預埋螺套本體三維模型的外齒上模擬纏繞玻纖紗，并施加邊界約束條件和初始載荷；

b)有限元應力分析計算；

c)利用最大應力準則分析纏繞玻纖紗的應力，如果玻纖紗沒有破壞，則繼續增加外載荷，繼續進行應力分析，直到玻纖紗線斷裂為止，輸出此時外載荷；

d)更改圓弧半徑R值，重新進行步驟a)、b)、c)計算分析；通過以上循環迭代分析得到葉根預埋螺套本體與周圍復合材料接觸的抗拉拔力最大值所對應的R值。