风电机组法兰螺栓连接建模与仿真技术研究
发布时间:2017-05-26 05:04
本文关键词:风电机组法兰螺栓连接建模与仿真技术研究,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】:风轮是风力发电机上重要的组成部分,叶片气动载荷通过轮毂与主轴的连接法兰传递给变速及发电系统,工作的可靠性直接关系到风力发电机组的安全。论文采用接触强度分析理论,对大型风力发电机组法兰螺栓连接的设计计算方法进行了研究。建立了轮毂法兰的连接刚度模型,研究了螺栓连接的力学特性,通过对比给出了合适的法兰连接仿真方法。论文的主要内容如下: ○1法兰螺栓连接的工程计算分析。研究了VDI2230高强度螺栓连接设计标准中的设计思想,以轮毂与主轴的连接法兰为对象,研究了螺栓预紧力与工作载荷的关系,并建立了法兰连接的刚度等效模型,通过设计计算给出了螺栓的初始预紧力,并计算得到了不同工况下螺栓的工作应力。 ○2法兰螺栓连接的有限元建模技术研究。研究了螺栓螺纹旋合副的受力特性,建立其等效的接触刚度模型,并依据其总结出了一种法兰连接有限元模拟方法,,针对此方法和以往的模拟方法分别建立有限元模型,从理论与实验的对比结果来看,这种模拟方法更适用于轮毂主轴法兰连接的仿真分析。 ○3轮毂与主轴法兰螺栓连接的分析计算。利用提出的方法对轮毂主轴法兰连接螺栓进行建模分析,得到了各工况下螺栓的应力结果,并对比分析了螺栓组的危险截面应力,对危险螺栓处的法兰连接进行了安全校核。
【关键词】:风力发电机组 VDI2230 法兰连接 螺栓 有限元
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM315;TH131.3
【目录】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-7
- 1 绪论7-13
- 1.1 课题研究的背景及意义7-8
- 1.2 国内外技术现状8-10
- 1.2.1 国外技术现状8-10
- 1.2.2 国内技术现状10
- 1.3 论文的主要内容及结构10-13
- 2 法兰螺栓连接的工程计算分析13-47
- 2.1 VDI2230 高强度螺栓连接系统计算标准13-25
- 2.1.1 VDI2230 标准设计步骤13-24
- 2.1.2 螺栓连接设计计算流程24-25
- 2.2 轮毂法兰连接刚度等效模型的建立25-37
- 2.2.1 螺栓等效载荷的计算27-28
- 2.2.2 预紧力-工作载荷关系28-31
- 2.2.3 法兰连接等效面积计算31-32
- 2.2.4 法兰连接圆锥-圆柱刚度模型32-37
- 2.3 连接螺栓的设计计算37-45
- 2.3.1 螺栓-法兰相对刚度计算39-43
- 2.3.2 螺栓预紧力及工作应力计算43-45
- 2.4 结论与小结45-47
- 3 法兰螺栓连接的有限元建模技术研究47-75
- 3.1 变形协调条件下螺纹的受力方程47-55
- 3.2 整体螺纹副刚度方程55-57
- 3.2.1 整体螺纹旋合副径向接触刚度55-56
- 3.2.2 整体螺纹旋合副轴向接触刚度56-57
- 3.3 法兰单元有限元分析57-66
- 3.3.1 法兰单元的几何模型59
- 3.3.2 两种不同的螺栓连接模拟方法及其原理59-62
- 3.3.3 法兰单元的有限元模型62-64
- 3.3.4 有限元结果分析64-66
- 3.4 对比分析与结论66-75
- 3.4.1 螺栓最大应力对比66-67
- 3.4.2 螺栓轴向应力分布对比67-69
- 3.4.3 各旋合区螺纹承载对比69-73
- 3.4.4 结论73-75
- 4 轮毂与主轴法兰螺栓连接的分析计算75-97
- 4.1 法兰螺栓连接有限元模型75-80
- 4.1.1 几何模型75-76
- 4.1.2 整体有限元模型76-77
- 4.1.3 边界条件与接触设置77-78
- 4.1.4 载荷的施加78-80
- 4.2 有限元计算结果80-85
- 4.3 螺栓危险截面对比分析85-93
- 4.3.1 螺栓位置的柱坐标描述85-86
- 4.3.2 螺栓组重要截面的提取86-87
- 4.3.3 不同方向相同载荷的应力对比87-88
- 4.3.4 相同角度不同载荷下螺栓组应力曲线88-93
- 4.4 设计计算与有限元结果对比及结论93-97
- 4.4.1 螺栓最大工作应力对比93
- 4.4.2 螺栓剩余预紧力对比93
- 4.4.3 法兰连接相对刚度与螺栓最大工作载荷93-95
- 4.4.4 结论及小结95-97
- 5 结论与展望97-99
- 5.1 主要结论97
- 5.2 展望97-99
- 致谢99-101
- 参考文献101-105
- 附录105
- A. 攻读硕士学位期间参与的课题研究105
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方栋;陈继志;;高强度螺栓螺纹根部应力集中的有限元分析[J];材料开发与应用;2007年02期
2 石秀勇;李国祥;白书战;陶建忠;;柴油机高强度缸盖螺栓强度校核方法研究[J];柴油机;2006年03期
3 王元清;孙鹏;石永久;;圆钢管法兰连接承载性能的有限元分析[J];钢结构;2009年08期
4 王炽欣;王浩;;柔性法兰连接节点研究初探[J];钢结构;2009年10期
5 苟兴文;季小莲;何文汇;吴耀华;;轴向拉力作用下圆钢管法兰连接节点承载性能的试验研究[J];钢结构;2010年09期
6 王笑峰,何敏娟,马人乐;柔性法兰节点试验分析及简化计算方法研究[J];工业建筑;2001年03期
7 孙鹏;王元清;石永久;;方钢管法兰连接承载性能的有限元分析[J];中北大学学报(自然科学版);2009年05期
8 周涛;汝小龙;;北京市雾霾天气成因及治理措施研究[J];华北电力大学学报(社会科学版);2012年02期
9 程睿,崔佳,龙莉萍;抗拉连接高强度螺栓的工作性能及设计计算[J];重庆建筑大学学报;2002年04期
10 夏卫明;郑翔;杨晓俊;;基于ANSYS的盲孔螺栓联接的有限元仿真[J];机械设计与制造;2009年07期
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