基于有限元方法的塔筒法兰螺栓维护判定研究

塔筒法兰螺栓联接可靠是保证风力机组安全运行的关键。通过对风力机组运行工况分析,推导出塔筒法兰面单个螺栓最大拉力的计算方法,为后续的螺栓强度计算提供参考。本文阐述了风力机组塔筒法兰螺栓2种断裂方式的断口宏观形貌,分析确定所有机型塔筒法兰螺栓的共性结构参数,基于APDL语言定制结构参数交互式输入界面,实现法兰螺栓的参数化建模、载荷施加以及求解,完成了塔筒法兰螺栓强度应力分析,提出的最大预紧力计算机制,可计算螺栓满足不同屈服强度下最大预紧力值,为螺栓的设计、选型以及现场操作人员预紧力的设定提供参考,具有重要的指导意义。     

大型回转支承套圈结构应力特性研究

回转支承作为风力发电机组传动系统的核心部件,直接影响机组运行安全性及可靠性。基于对回转支承结构特性、力学性能进行分析,说明了回转支承轴向应力状态变化对裂纹扩展的影响,采用有限元计算方法,针对现有轴承外圈螺栓孔结构,对比分析了轴承外圈螺栓通孔及盲孔下套圈应力状态、螺栓轴向应力状态,根据轴承应力特性,提出了回转支承结构设计和安装的优化方法,降低风电行业在轴承应用方面的风险。     

风力发电机组偏航扭缆保护装置设计

设计了风力发电机组的偏航扭缆保护装置,并对关键尺寸电缆提升高度和电缆分布圆直径进行了计算。最后,进行了现场测试,并将测试结果与理论分析结果进行对比,为以后风力发电机组偏航扭缆装置设计提供参考。     

风电机组主轴热固耦合特性研究

通过热固耦合方法,进行了风电主轴温度场及热应力场分析,考虑了载荷、支承结构和支承跨距3个因素,完成了对主轴热应力影响因素的研究。发现了主轴次表面下40 mm范围内受环境温度影响大,承受交变应力幅度大;针对后端浮动状态或者为单轴承支承状态,发现了主轴受热产生轴向变形大,说明了消除温度场变化对齿轮箱行星轮系产生浮动影响;通过主轴支承跨距变化的分析,得出了约束端材料应力应变状态,提出了在选择主轴支承跨距时,需要计算温度场变化引起应力集中处平面应变状态情况。