風力發(fā)電機組法蘭連接系統(tǒng)結構分析研究.pdf

1、近年來，我國風力發(fā)電產業(yè)取得了快速發(fā)展，風力發(fā)電機組也逐步向大型化方向發(fā)展，風電行業(yè)競爭日益激烈，這對我國風力發(fā)電機組系統(tǒng)的設計水平和制造能力提出了更為高難的要求。為了降低風電機組的成本同時又能保證整個風機零部件的安全可靠性，就需要運用新穎的、有效的設計方法和技術進行設計分析。
　　 塔筒是風力發(fā)電機組重要的承載部件之一，而法蘭連接系統(tǒng)又是連接主機架和各段塔筒的重要部件，因此連接的可靠性和安全性對整個風電機組的正常運行有著不可估

2、量的作用。在風機運行過程中，風輪將吸收的風能轉化為機械能并通過主軸一部分傳遞給發(fā)電機，另外一部分通過主機架傳遞給塔頂法蘭系統(tǒng)，進而傳遞到塔筒上。法蘭連接系統(tǒng)所承受的載荷是復雜多變的動載荷，在這些載荷作用下，系統(tǒng)各個部件可能會發(fā)生屈服或者疲勞破壞，所以論文重點運用非線性接觸理論、強度理論和疲勞分析理論，以德國勞埃德船級社(GL)風力發(fā)的機組認證規(guī)范為依據(jù)，對塔筒法蘭連接系統(tǒng)結構的強度和疲勞壽命做了詳細的研究。論文的研究方法為風力發(fā)電機組塔

3、筒法蘭連接系統(tǒng)的設計與研發(fā)提供了技術參考，具有工程實用價值。
　　 論文完成的主要研究工作有：
　　 ①偏航軸承在傳遞載荷過程中具有很強的非線性，因此以非線性接觸有限元分析理論為基礎，根據(jù)塔頂法蘭系統(tǒng)的結構和受載特點，用有限元法對極限工況承載下的偏航軸承和塔頂法蘭細節(jié)進行靜強度分析。同時建立了兩種有限元模型分析了機架結構剛度對塔頂法蘭各連接部件的強度影響。
　　 ②根據(jù)疲勞累計損傷理論，建立塔頂法蘭疲勞分析模型，

4、應用有限元方法計算塔頂法蘭疲勞應力，運用雨流計數(shù)法仿真得到的疲勞載荷譜，通過對材料S-N曲線的修正，計算出塔頂法蘭在設計工作年限的疲勞損傷。
　　 ③法蘭連接強度分析。運用Petersen方法失效機制和有限元分析方法分別對法蘭螺栓連接強度進行了分析計算，并對兩種算法結果進行對比分析，為法蘭螺栓連接校核提供了計算依據(jù)。
　　 ④對法蘭連接螺栓進行了疲勞分析。根據(jù)法蘭高強度連接螺栓的受力特點，運用基于Petersen方法的S