大型风力机桨叶螺栓断裂失效分析及优化研究

• 作者: 应华冬 刘宏伟 陈中亚 何先照
• 来源期刊: 机电工程
• 关键词: 疲劳断裂 预紧力监测 桨叶螺栓 有限元分析
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 机械、仪表技术|Machinery and Instrumentation Technology
• 页码范围: 216-221
• 页数: 6页
• 分类号: TH131.3|TK83
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2021.02.012

摘要

针对某风场风电机组桨叶螺栓批量断裂的问题,为分析其是否由于疲劳损伤导致的断裂,采用了有限元仿真和现场实验测试对比分析的方法,研究了桨叶螺栓连接系统的刚度行为和桨叶螺栓的疲劳寿命.将桨叶螺栓疲劳寿命计算结果与桨叶螺栓断口分析相结合,确认了桨叶螺栓断裂原因是由疲劳损伤所致;提出了降低桨叶螺栓刚度以改善其疲劳寿命的方法,设计了细杆螺栓优化方案并进行了现场实施与验证.研究结果表明:桨叶螺栓疲劳断裂位置主要集中在前缘士45°范围以内,与仿真分析结果一致;改进后的细杆螺栓方案使得桨叶螺栓的应力幅值下降13％左右,现场应用明显改善了桨叶螺栓断裂情况.