风电机组轮毂螺栓连接建模与接触强度分析

高强度螺栓是大型风电机组中重要的连接件。针对其接触强度分析,以某MW级风电机组中轮毂法兰与变桨轴承及主轴法兰螺栓连接为研究对象,基于VDI2230螺栓连接设计准则,首先建立了螺栓螺旋副接触刚度数学模型,提出采用等效梁模拟螺栓连接,并对轮毂螺栓连接进行有限元建模。在预紧力作用和极限工况下,分别对轮毂螺栓连接的接触强度进行了计算。结果表明,等效梁可准确模拟螺旋副接触力的传递;且在极限工况下,轮毂螺栓连接不会发生屈服破坏。提出的螺栓连接模型为螺栓接触强度分析提供了一种较为高效、准确的建模方法。     

框架的高强度螺栓连接简化计算及有限元分析

通过建立外伸端板连接螺栓模型作为算例,采用VDI2230高强度螺栓计算规范,对选用的螺栓连接结构进行计算,然后根据算例的边界条件,采用ANSYS 12.0对螺栓连接结构进行有限元模拟计算,最后对比计算结果和有限元模拟分析结果。通过对比两种计算结果可知,利用有限元分析方法模拟计算高强度螺栓的强度,可以得到与工程计算非常相近的结果,这可为有限元模拟大型装配体结构提供技术支持,缩短开发周期。     

基于VDI标准柴油机连接箱螺栓强度分析

对于分体式设计的柴油发电机组,柴油机与主发电机之间过渡连接的部分的通常采用连接箱进行结合,这就要求连接箱的螺栓具有良好的安全性能,文中以连接箱与柴油机连接螺栓作为研究对象,建立螺栓连接有限元连接模型,采用非线性静强度有限元计算,得到连接箱与机体连接螺栓的受载情况,然后运用VDI2230标准对连接螺栓进行多维度的安全校核,结果得到连接螺栓的屈服安全系数、疲劳安全系数、表面压应力安全系数、抗滑移安全系数均符合设计要求,具有良好的安全性能,对实际生产具有指导意义。     

MW级风力发电机塔筒环形法兰连接高强度螺栓疲劳评估

对于MW级风力发电机塔筒环形法兰连接高强度螺栓,采用M.Seidel曲线模型、Schmidt-Neuper分段线性模型及有限元分析模型,分别建立了法兰受载与螺栓应力之间的非线性关系,分析对比了3种模型在疲劳寿命评估中的利弊,确定了法兰受载与螺栓应力的合理模型。采用Eurocode 3规范选取材料的S-N曲线,根据Palmgren-Miner准则计算了连接螺栓的疲劳寿命,计算结果与理论分析一致。为塔筒环形法兰连接高强度螺栓的疲劳评估提供了重要方法。     

法兰连接主螺栓疲劳循环应力的计算

提出了疲劳容器的法兰连接主螺栓循环应力的计算方法。     

基于接触分析的高强度螺栓疲劳寿命分析

针对结构复杂的螺栓连接及螺栓受力的复杂性,提出一种新的计算螺栓疲劳寿命的方法.本文通过有限元建模对某MW级风力发电机组塔筒法兰螺栓进行强度分析,并对应力最大螺栓进行分布加载计算;在MATLAB/simulink中对计算结果进行编程运算,拟合出螺栓载荷应力曲线;采用雨流计数法对载荷谱进行处理,结合材料的S-N曲线在Palmgrem-Miner理论准则下,并借助于MSC.Fatigue软件计算得到螺栓的疲劳寿命.同时应用Schmidt-Neuper理论及VD12230对螺栓疲劳寿命进行校核验证,得出这种新的螺栓疲劳方法的合理性.     

法兰连接主螺栓疲劳循环应力的计算

提出了疲劳容器的法兰连接主螺栓循环应力的计算方法。     

船用柴油机活塞连接螺栓断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等检测手段对船用柴油机活塞头和活塞裙的连接螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：该连接螺栓的断裂属多疲劳源引起的疲劳断裂,疲劳源均位于螺纹牙根表面,是由车削螺纹表面加工精度不高而引起的;此外,显微组织中网状、块状铁素体的存在以及螺纹表层脱碳使连接螺栓疲劳强度下降也是造成断裂的重要原因。     

复合材料螺栓连接失效分析

复合材料螺栓连接的孔边应力分布和其失效模式的关系一直是机械连接强度分析中十分重要的问题,不同的失效模式区域所受的应力是不同的。首先采用了适当的孔边应力函数获得了失效区域孔边径向正应力、切向正应力和剪切应力的分布,分析了不同失效模式(挤压失效、剪切失效和拉伸失效)和其所受应力的关系。随后基于螺栓连接的三维实体有限元模型,将有限元分析的结果和解析法得出的结论进行了比较,发现的解析法计算的结果和有限元结果吻合良好,验证了复合材料螺栓连接的不同失效模式和其所受应力的关系。这表明复合材料螺栓连接不同的失效模式是由不同的应力所导致的。     

直驱式抽油机法兰连接螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对新型高效节能直驱式抽油机8型机法兰连接螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,对法兰螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析可以满足工程需要。针对工作载荷和极限情况下的抽油机法兰连接螺栓进行分析计算,得到了连接螺栓的应力分布云图,同时分析了不同法兰连接筋板和连接螺栓失效情况对法兰螺栓受力影响,可以有效的预测法兰螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,同时提高了该产品市场竞争力。     

一种基于VDI2230的轨道车辆轴箱螺栓联接强度评估方法

针对目前轨道车辆在重载、快捷化产品设计过程中轴箱螺栓联接强度评估的问题(由于轴箱体和前盖之间存在间隙,前盖螺栓孔位置处刚度较弱,在预紧过程中将产生附加弯矩,进而影响轴箱的使用安全),以某轨道车辆转向架轴箱为例,基于最新VDI2230标准第二部分中规定的内容进行螺栓有限元建模,并采用第一部分规定的方法进行螺栓联接强度评估。结果表明,借助有限元分析软件,可计算复杂装配情况下螺栓预紧力损失量和预加载荷变化量,进而进行螺栓联接强度评估。     

非金属垫片螺栓法兰连接寿命评价

分析非金属垫片密封的时效特性,考虑高温条件下材料退化和垫片载荷松弛过程对密封性能的影响,依据多孔介质理论,建立非金属垫片密封的时效泄漏模型.将螺栓法兰连接系统寿命划分为密封寿命和部件寿命.提出密封寿命试验方法,在考虑垫片泄漏特性变化的基础上,基于指标泄漏率分析螺栓法兰连接系统密封寿命;基于蠕变和疲劳损伤准则分析高温螺栓的剩余寿命,探讨螺栓法兰连接系统的密封寿命和各部件寿命之间的关系.建立螺栓法兰连接系统的寿命预测最弱环模型,将垫片的变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接系统中进行研究,提出基于指标泄漏率和结构完整性的螺栓法兰连接系统寿命评价方法.     

兆瓦级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的疲劳分析

针对1. 5 MW级风电机组叶片与轮毂连接处变桨轴承上的螺栓,提出一种计算连接螺栓的疲劳损伤值的方法。首先,运用Abaqus软件建立合理的有限元模型,对叶根中心处加弯矩载荷,利用Matlab完成弯矩时间历程谱转换成应力时间历程谱。最后对应力时间历程谱进行雨流计数法处理,再利用Miner线性累计损伤理论和S-N曲线对螺栓进行疲劳分析计算。结果表明螺栓的疲劳损伤值在安全范围内,风机到达使用寿命前螺栓的疲劳损伤很小。研究工作可以指导整个风机上连接螺栓的优化设计,为螺栓疲劳设计和寿命分析提供参考。     

螺栓法兰连接的失效案例分析及有关进展的讨论

根据2010年在英国机械工程师学会专题讨论会上介绍的法兰失效案例,简要讨论了螺栓法兰连接设计中应注意的问题,并介绍近期紧凑法兰和螺栓法兰连接标准的一些进展。为了防止法兰密封面泄漏,对重要法兰应进行实际螺栓载荷下的整体塑性变形分析。     

高温螺栓法兰连接的紧密性评价方法

提出了高温螺栓法兰连接的紧密性概念;试验研究了柔性石墨填充缠绕式垫片、金属冲齿板柔性石墨复合垫片和金属包覆垫片的压缩回弹性能、蠕变性能和基本密封性能;通过试验数据的回归分析得到了垫片高温性能表达式;将试验得到的垫片变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接中进行系统分析,建立了紧密性评价方法。该方法不仅可对在役螺栓法兰连接的泄漏状况作出评价,而且为密封连接的设计、新型垫片的开发以及垫片性能的评价提供了借鉴。     

风电机组主轴承内圈结构形式对连接螺栓强度的影响分析

以某风力发电机组的轮毂与主轴承连接螺栓强度分析为研究对象,分别采用两瓣式和三瓣式的主轴承内圈结构形式,使用ANSYS软件对轮毂与主轴承连接螺栓进行有限元建模计算,分析其极限强度、疲劳强度及主轴承内圈接触面的开口和滑移情况.结果表明:采用两瓣式的主轴承内圈结构形式,其极限强度和疲劳强度较好,但主轴承内圈接触面的开口和滑移...     

螺栓法兰连接系统应力强度的研究

螺栓、法兰、垫片连接系统中各元件的应力大小和分布情况,是影响连接系统密封性能的主要因素。将非金属垫片的非线性性能及螺栓、法兰、垫片之间的变形协调关系考虑进去,建立了整个螺栓、法兰、垫片连接系统的有限元模型;研究在螺栓的预紧应力和连接系统的内压载荷作用下,螺栓、法兰、垫片的应力大小和分布情况,为定量研究接头的泄漏奠定基础。