风电叶片预埋型螺栓连接性能研究

发布时间：2021-04-17 21:44

　　建立了风电叶片预埋螺栓套螺栓连接模型,通过有限元软件ANSYS研究预埋螺栓套连接螺栓在受拉、受压和不同大小预紧力等工况下的受力形式及其对螺栓连接性能、载荷系数和疲劳寿命的影响。结果表明:在外载为拉力的情况下,当外载荷小于临界载荷时,螺栓载荷随外载荷线性增加,螺栓系数为定值;当外载荷大于临界载荷时,螺栓载荷系数迅速增高,大大降低螺栓的使用寿命;在外载为压力的情况下,螺栓载荷系数为定值;在满足螺栓使用标准的情况下,预紧力越大,螺栓载荷系数越小,螺栓使用寿命越长。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(09)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

连接件与被连接件载荷-位移图

预埋型螺栓连接由预埋螺栓套和双头螺柱组成,如图2所示。螺栓套在叶片制造过程中预埋于叶片壳体玻璃钢铺层中,通过双头螺柱将两段壳体连接起来,有效避免了类似T-型螺栓在叶片打孔造成叶片强度削弱的问题。主要尺寸参数和材料参数如表1、表2所示。

根据风机GL国际规范[20],通过ANSYS软件对预埋型螺栓连接结构进行有限元分析模拟。金属螺栓采用BEAM188梁单元建模,复合材料叶片壳体采用SOLID186单元,螺母、螺栓套均采用SOLID95单元。整个实体模型采用六面体网格单元,网格总数为17577个,节点总数为32514个。预埋螺栓套螺栓的有限元模型如图3所示。在两段叶片壳体接触区域设置面-面接触对,施加摩擦接触,摩擦系数为0.2。对螺栓与螺母、螺栓套之间施加绑定约束。分两步施加载荷:第一步施加预紧力,螺栓的设计预紧力(Fp)为415 kN,第二步施加外载,设置外载荷为397 kN。预埋型螺栓连接结构加载后的有限元模型如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3144190