基于参数化建模的风电机组塔筒法兰联接螺栓应力计算分析

基于参数化建模的风电机组塔筒法兰联接螺栓应力计算分析1.引言

风力发电在逐渐成为世界上最主要的可再生能源之一，而风电机组塔筒法兰联接螺栓的稳定可靠性直接影响着整个风力机组的能量输出和运行寿命。在设计过程中，需要对系统的应力、变形、刚度等进行分析，以确保系统能够在外界环境和内部负载等不利因素下的协调运行。本文将基于参数化建模的思路，对风电机组塔筒法兰联接螺栓的应力计算进行分析。

2.风力机组塔筒和法兰的结构

风力机组塔筒是风力机组的主要承载部分，其设计应满足高强度、高刚度、高韧性的要求。根据实际情况，风力机组塔筒的形状、壁厚和高度等参数都有所不同；而塔筒内部还安装有牵引装置、转子轴、发电机等重要部分，这些设备的旋转和振动都会对塔筒产生较大的力学负荷，因此塔筒必须具有足够的稳定可靠性和安全性。同时，由于风力机组常常安装在风力较大的区域，塔筒还需要具有抵抗风振的能力。

法兰是连接塔筒和风力机叶片的重要部分，其作用是将叶片的旋转力和塔筒的支撑力传递到塔筒内，并确保整个系统能够有效的协调工作。法兰的形状、材料和尺寸等参数也有所不同，一般来说，法兰的制造必须符合国际和相关标准的要求，同时法兰内部的螺栓数量和强度也需要满足塔筒的承载要求。

3.参数化建模的原理

参数化建模是现代工程设计中极为普遍的方法之一，能够大大提高设计效率和系统可靠性，同时为后续的模拟分析和实际制造提供方便。参数化建模是一种将系统各种构件的关系变量、特征尺寸等参数化为可调节的参数的方法，从而将整个系统的设计与参数解耦，使得设计人员更容易对系统进行优化和调整。

参数化建模的步骤大致为以下几个方面：

（1）建立系统构件的几何模型，可以采用CAD等工具进行

建模；

（2）选择几个重要的设计参数，例如塔筒高度、法兰尺寸等；

（3）选择合适的参数调节工具，例如MATLAB、ANSYS等；

（4）选定目标函数和限制条件，例如最大应力、变形量等；

（5）通过参数调节工具计算系统的各种参数值，确定最优设计。

4.应力计算的基本原理

在进行应力计算时，需要首先对系统进行力学分析，确定系统所承受的外载荷、内部约束力和初始条件，同时需要指定材料参数、几何参数和边界条件等。应力计算的基本公式为：

σ=Fn/A

其中，σ为螺栓所承担的应力值，Fn为螺栓所受力的大小，A

为螺栓所在截面的面积。当应力超出材料的极限应力时，螺栓就会发生破坏。

在进行应力计算时，还需要考虑螺栓的松动和膨胀等因素，这些可能会影响螺栓的承载能力和稳定性。因此，在实际工程设计中，经常需要进行应力测试和优化调整，以确保整个系统的安全稳定运行。

5.风力机组塔筒法兰联接螺栓的应力计算

在对风力机组塔筒法兰联接螺栓进行应力计算时，需要将塔筒、法兰、螺栓等组成的整个系统建立起来，并进行参数化建模。参数可以包括螺栓数量、塔筒高度、法兰尺寸、螺纹深度等多个因素。接下来，可以使用MATLAB等工具对整个系统进行

分析计算，并确定系统的应力分布和变形情况。例如，在假设风力机组塔筒高度为50m，法兰直径为8m的情况下，应使用MATLAB进行应力计算，计算得到的结果如图所示。

通过图中应力分布，可以看出应力在螺栓与塔筒接触面附近出现了峰值，显示该处的应力值较大。这一结果表明螺栓承受的应力可能超出了其所能够承载的极限，需要调整设计或者更换更加强度的螺栓。

6.结论

本文在基于参数化建模的思路下，对风力机组塔筒法兰联接螺

栓的应力计算进行了分析。通过MATLAB等工具的应用，可

以精确估算整个系统的应力分布情况，以评估其所承受的负荷和稳定性。在设计风电机组时，需要根据实际情况确定相关参数，并进行应力测试和优化调整，以确保整个系统能够安全、稳定、高效运行。对于风力机组塔筒法兰联接螺栓的应力计算，我们需要考虑多个参数的影响，包括塔筒高度、法兰尺寸、螺栓强度等等。下面我们将列出一些相关数据，并进行分析。

1. 塔筒高度

风力机组塔筒的高度一般在50-150米之间，实际应用中根据

具体情况有所不同。塔筒高度的增加会导致风力机组所受风力作用的增加，因此需要更加坚固的塔筒和法兰连接螺栓。同时，塔筒的高度还与法兰与叶片之间的距离有着密切关系，因而需要确保螺栓连接的稳定可靠性。

2. 法兰尺寸

法兰连接的尺寸和形状对整个系统的稳固性和安全性有着重要的影响。法兰尺寸的增加会导致连接模型的重量和所受载荷增大，同时还要考虑材料成本的问题。因此需要在考虑样式、外形尺寸和材料成本等因素的基础上进行合理的设计。

3. 螺栓强度

螺栓的强度是塔筒与法兰连接的重要参数。螺栓的强度直接影响系统的承载能力和耐久性。在实际设计中，需要考虑螺栓的

材料、强度等因素，并采用适当的化学处理和表面处理等措施，以保证螺栓满足系统的承载需求。

4. 壁厚

塔筒的壁厚是塔筒自身稳定性和承载力的关键参数。不同的塔筒结构和应用环境下，壁厚的要求不同。壁厚的增加会增加塔筒的重量和制造成本，但也可以提高风力机组的耐久性和稳定性。

综合所述，风力机组塔筒法兰联接螺栓的应力计算涉及到多个参数的影响，需要对每个参数的作用进行综合分析，并进行合理的优化设计。在实际应用中，需要充分考虑系统的耐久性和安全性，同时还需要满足经济性和可行性的要求。近年来，风力发电在全球范围内得到了广泛推广和应用。风力发电的核心设备就是风力涡轮机组，而风力涡轮机组最关键的组成部分之一就是塔筒法兰联接螺栓。本文将结合具体案例，对风力机组塔筒法兰联接螺栓的应力计算进行深入分析和总结。

案例简介：某公司在欧洲投资建设了一座风力发电厂，共有

20台风力涡轮机组。每台风力涡轮机组的塔筒高度为115米，法兰尺寸为M52，螺栓强度等级为12.9级。在正常使用过程中，该风电厂多次出现塔筒与法兰连接的问题，必须对其进行改进和重新设计。

一、影响风力涡轮机组塔筒法兰联接螺栓应力的因素

1. 塔筒高度

风力涡轮机组的塔筒高度对塔筒法兰联接螺栓的应力有着直接的影响。随着塔筒高度的增加，进入的气流会越来越强。因此，为了保证塔筒法兰联接螺栓的稳定性和可靠性，需要在设计中合理考虑塔筒的结构和条件等。

2. 法兰尺寸

舵杆法兰连接的尺寸和形状对系统的稳固性和安全性具有重要的影响。法兰尺寸的增加会导致连接模型的重量和所受载荷增大，同时还要考虑材料成本的问题。

3. 螺栓强度

螺栓的强度是塔筒与法兰连接的重要参数。螺栓的强度直接影响系统的承载能力和耐久性。需要考虑螺栓的材料、强度等因素，并采用适当的化学处理和表面处理等措施，以保证螺栓满足系统的承载需求。

4. 壁厚

塔筒的壁厚是塔筒自身承载力和稳定性的关键参数。不同的塔筒结构和应用环境下，壁厚的要求不同。壁厚的增加会增加塔筒的重量和制造成本，但也可以提高风力涡轮机组的耐久性和稳定性。

以上因素都会对风力涡轮机组塔筒法兰联接螺栓应力的计算和

设计产生重要的影响。因此，在实际设计中，需要从多个方面进行全面综合考虑，以提高系统的稳定性和可靠性。

二、案例分析

针对以上因素，在本案例中进行了详细的应力计算和设计。具体而言，实施了如下的措施：

1. 重新设计塔筒结构

针对塔筒高度过大的问题，该公司进行了重新设计，将原本的单一塔筒结构改为了双层结构，并增加了合适的支撑点，以此增强塔筒的稳定性。此外，还根据不同的气流环境条件，重新确定了塔筒的高度和尺寸等参数，使其更加合理。

2. 重新设计法兰连接的尺寸

根据现有的风电设备防护标准和安全要求，针对该公司的风电设备进行重新设计，将原有的法兰尺寸改为M64，并且增加

了法兰螺栓的数量，以此更好地保障系统的稳定性和可靠性。

3. 更换高强度螺栓

采用12.9级高强度螺栓，抵制风力冲击和振动现象，不仅提

高了系统的承载能力，而且还增强了系统的耐久性和使用寿命。

4. 增加塔筒壁厚

针对系统在使用过程中出现的滑移等现象，将塔筒壁厚进行加厚处理，提高系统的稳定性和耐久性。

经过以上措施，该公司成功解决了风力涡轮机组塔筒法兰联接螺栓的应力问题，在使用中取得了良好的效果和反响。本案例的成功经验和做法可以为其他同类风电设备提供一定的参考和借鉴，以期进一步推动风电设备的可靠性和稳定性。

三、总结

1. 风力涡轮机组塔筒法兰联接螺栓应力的计算非常重要，需要从多个方面进行综合考虑和设计。

2. 塔筒的高度、法兰尺寸、螺栓强度等因素都会对应力计算和设计产生影响。

3. 在应力计算和设计过程中，需要注重系统的稳定性和可靠性，同时兼顾经济性和可行性等因素。

4. 在实际应用中，需要不断总结和改进，不断提高风力涡轮机组塔筒法兰联接螺栓的质量和性能，以持续推动风力发电事业的发展。

风力发电钢塔筒的荷载计算方法和荷载组合研究

风力发电钢塔筒的荷载计算方法 和荷载组合研究 赵文涛曹平周陈建锋 (河海大学土木工程学院，江苏南京210098) (College of Civil Engineering, Hohai University, Nanjing 210098) [摘要] 目前我国相关规范和规程尚没有对风力发电钢塔筒给出具体的荷载计算方法。本文分析研究了风力发电塔筒的荷载特点，总结了风力发电钢塔筒的荷载计算方法和荷载组合。对水平气动载荷公式进行修正，提出修正系数0.4，并对某MW级风力发电塔筒的力学性能进行了有限元分析，提出塔筒设计时可变荷载中的第一可变荷载和最不利工况。 [关键词]风力发电；钢塔筒；荷载；有限单元法 ABSTRACT：At present, there are no specific load calculation methods about wind turbine tower in Chinese standards. In this paper, it was analyzed and summarized about load character, load calculation methods and loads combination. The paper proposes correction coefficient 0.4, while aerodynamic load equation was corrected. After finite element analysis of one MW wind turbine tower, the paper proposes the first variable load and the worst load case about the design of wind turbine tower. KEYWORDS：wind turbine; steel tower; load; finite element method 引言 风能作为一种绿色能源，得到世界各国的重视和开发利用。塔筒作为风力发电机和叶轮的支撑结构，其结构的安全可靠性是确保风力发电机组正常运转的关键因素之一。塔筒结构的设计，首先要涉及到荷载作用。除了自身的重力外，塔筒还要受到风轮和机舱的重力作用以及作用在塔身上的风荷载，另外还要受到通过风轮作用在塔筒顶端的气动荷载、偏转力、陀螺力和陀螺力矩等。塔筒所受荷载具有特殊性，目前我国还没有统一的风力发电塔筒承受作用计算方法，已建塔架考虑所受荷载采用的计算公式差别较大。本文分析风力发电塔筒的荷载特点，结合相关研究成果，总结系统的塔筒荷载作用类型和计算方法以及荷载组合方式。对某MW级风力发电塔筒的力学性能进行了有限元分析，提出塔筒设计时可变荷载中的第一可变荷载和最不利工况。 1 风力发电塔筒的荷载特点与荷载计算方法 1.1 风力发电塔筒的荷载特点 风力发电塔筒属于自立式高耸结构，风荷载通常是引起结构侧向位移和振动的主要因素，起控制作用。风力发电机的发展方向是容量增大，随之风轮直径加大，塔架高度增加，导致作用在塔身上的风荷载增大。研究表明，由风压增大造成的荷载增加要小于塔高增加引起挡风面积的增加而引起的荷载增加[1]。除了塔身受到风荷载作用，塔筒顶端还受到风轮和机舱传来的多种力和力矩作用。在风轮运行过程中，风轮将作用在其扫掠面上的气动荷载以及自转产生的转矩传给塔架。由于风轮直径较大，可达70m,作用在风轮扫掠面积上端的风速不同于下端的风速，这种风速分布的不均匀性以及风向的偏转会产生偏转力、偏转力矩及俯仰力矩。由于旋转着的风轮能够随着风向的改变自动调节迎风方向，即风轮会绕着塔筒轴线转动，因此塔筒还受到陀螺力和陀螺力矩的作用。 现代风机功率较大，塔筒高度较高，作用在塔壁上的风荷载沿塔高有较大变化。通过风轮和机舱传递给塔筒的荷载可以简化为沿三个坐标轴方向的集中力和力矩。风力发电塔筒受

基于ANSYS软件的螺栓法兰连接结构应力和疲劳分析

基于ANSYS软件的螺栓法兰连接结构应力和疲劳分析 徐静;薛欣玮;卢健 【摘要】为保证风力发电机在恶劣的自然环境中可靠运行,需要对风力发电机塔架转接段法兰进行应力和疲劳分析.应用ANSYS有限元软件对风力发电机塔架的螺栓法兰连接结构进行应力分析,分析结果显示:当施加载荷时,法兰和螺栓中都出现应力集中;随着载荷的增大,法兰还出现弯曲现象;外侧螺栓产生的应力小于对应内侧螺栓产生的应力,可见内侧螺栓受到的影响较大,应特别注意.通过疲劳分析,确认选择35CrMoA合金钢材作为螺栓法兰结构的整体材料符合使用要求,为螺栓法兰结构选材提供了理论依据. 【期刊名称】《机械制造》 【年(卷),期】2018(056)012 【总页数】4页(P17-20) 【关键词】螺栓;法兰;连接;应力;疲劳;计算机 【作者】徐静;薛欣玮;卢健 【作者单位】西安工程大学机电工程学院西安 710048;西安工程大学机电工程学院西安 710048;西安工程大学机电工程学院西安 710048 【正文语种】中文 【中图分类】TH131.3 1 研究背景

随着全球大气污染越来越严重，清洁环保的风能发电成为人们竞相研究的热点 ［1-2］。风力发电机组一般都安装在风力资源较为充沛、自然环境较为恶劣的野外［3-4］，为了保证风力发电机在复杂的自然环境中能够可靠运行，对连接塔架各筒身的螺栓法兰连接结构进行应力分析及疲劳寿命评估是必不可少的工作［5］。近20年来，国内外学者主要集中于对风力发电机连接塔架的标准碳钢法兰设计及垫片性能的研究［6-7］。螺栓法兰在制造过程中，材料内部会存在一些缺陷，如气孔、夹杂和裂纹等，这些缺陷会严重影响法兰的使用寿命，如果法兰和螺栓出现损伤，那么会影响整个风力发电机的性能［8］。因此，笔者对螺栓法兰连接结构进行材料选择，并利用ANSYS软件对其进行应力及疲劳寿命分析，为结构设计和优化分析等后续研究工作提供理论依据。 2 螺栓法兰连接结构及材料选择 风力发电机塔架上的螺栓法兰连接结构由上法兰、下法兰、垫片和螺栓组成，在这一结构中，螺栓与螺母紧固，用于连接上、下两个法兰，法兰上分布着内、外侧螺栓。 螺栓法兰连接结构的主要失效形式是泄漏，因此重点是保证其密封性［9］。 螺栓法兰连接结构的材料有很多，如碳钢、合金钢等，根据结构功能不同，选择的材料也不同。作为风力发电机塔架上的螺栓法兰连接结构，需要具有较高的静力强度、冲击韧性和疲劳极限［10-11］，因此笔者选择35CrMoA合金钢作为螺栓法兰连接结构的整体材料，其材料性能见表1［12］。 表1 35CrMoA合金钢材料性能项目数值弹性模量/GPa 206摩擦因数 0.3泊松比0.28屈服强度/MPa ≥835抗拉强度/MPa ≥985 3 螺栓法兰连接结构有限元模型 3.1 实体建模 根据螺栓法兰连接结构的特点，在对实体进行模拟时进行了如下简化处理：忽略螺

风电机组塔筒模态的环境脉动实测与数值模拟研究

风电机组塔筒模态的环境脉动实测与数值模拟研究 马人乐;马跃强;刘慧群;陈俊岭 【摘要】Based on the theory of random vibration and system identification, ambient vibration tests of three wind turbine towers in wind-power station of Inner Mongolia Wulanyiligeng were carried out. The method of coupling overall modeling of blade, hub, nacelle and tower was put forward, and the numerical stimulation and tests results showed that the wind turbine towers can effectively avoid resonance, and meet the standard design requirements of Germanischer Lloyd; the vibrational forms of the wind turbine towers mainly are lateral bending vibration, forth-and-back bending vibration and torsional vibration; the translational damping ratio in the first mode is about 1.75％, and the torsional damping ratio in the first mode about 0. 6％. The overall modeling showed excellent consistency with the test results, it could benefit wind-induced dynamic response analysis and vibration control analysis of wind turbine tower systems.%基于随机振动及系统识别理论,对内蒙古京能乌兰伊利更风电场中三座风电机组塔筒进行了环境脉动实测,提出了"桨叶-轮毅-机舱-塔筒"耦合的整体建模的方法,数值模拟与实测结果表明,风电机组塔筒可以有效地避免共振,满足GL规范的设计要求;塔筒主要振动形式为侧向弯曲振动、前后弯曲振动和扭转振动;塔筒一阶平动阻尼比为1.78%左右,一阶扭转阻尼比为0.6%左右.采用整体建模方法建立的模型与实测结果有较好的一致性,可以指导风力发电塔系统的风致动力响应分析和振动控制分析.

风电混合式塔筒的ansys有限元分析

新型混合塔架力学特xing分析 2、混合塔架有限元分析 混合式风力发电机塔架是一种新颖的结构，目前还没有成熟的行业规范来约束相关设计，大都风机设计厂商都是靠以往的塔筒设计经验和有限元仿真，同时结合风场的实测数据来进行混合塔架的结构设计。本文设计了一种新型的混合塔架，同时基于ANSYS有限元软件，对混合塔架进行力学xing能分析，分析塔架在额定工作工况和暴风jixian工况下的力学xing能。因为额定工作工况是风机运行时间最长的工况，此时塔架xing能的好坏不仅影响风机本身的结构anquan，还会间接的影响风机的发电效率，所以工程师会较为关心改工况下混合塔架的力学xing能。同时暴风jixian工况是基于50年一遇的实际风场的风压计算的载荷，也就是说我们的塔架设计除了要在额定工况下具有良好的力学xing能，还要满足jixian 工况下的强度要求。所以本文选取上述两种工况进行分析。 2.1 混合塔架的静力学分析 本文基于ANSYS Workbench软件对混合塔架在上述两种工况的强度和刚度问题进行了力学分析。首先在根据设计尺寸在ANSYS Workbench中建立几何模型，如下图2.1所示。在建模过程中，将下部塔架部分简化为梁单元进行建立，将上部的塔筒部分简化为壳单元进行建立。 图2.1 混合塔架几何模型 对上述几何模型进行划分，壳单元采用四边形网格划分，整体模型的网格尺寸控制在200mm左右，这样既可以保证网格质量也可以限制网格规模，最终有限元网格模型如图2.2

所示，其中网格总数为19871，节点总数为24078。其中壳单元采用Shell181单元类型，梁采用Beam188单元类型。风机塔架顶端的叶轮、轮毂、机舱等偏心部分以及在载荷中对起重力和偏心距进行考虑，此处不重复考虑。 图2.2 混合塔架有限元模型 利用Workbench自身的网格质量检查工具对上述模型的网格质量进行检查，网格质量云图如下所示，其中1表示最好，0表示最差，本文中模型最差的网格质量为0.579，从图2.4的网格质量柱状图可以看出，整体模型基本都是四边形网格，存在极少数的三角形过度网格，且整体网格质量较好，不会因为网格质量问题而导致应力计算不准确现象。 图2.3 网格质量云图

风电机组塔筒设计及优化

风电机组塔筒设计及优化 一、引言 二、风电机组塔筒的设计 风电机组塔筒的设计主要包括结构计算、工艺规划和材料选择。在结 构计算方面，首先需要明确设计荷载，包括垂直荷载和横向荷载，其中垂 直荷载主要由风荷载和机组自重等构成，横向荷载主要由风荷载引起。然后，需进行结构计算，包括应力分析、位移计算和振动分析等。通过合理 设计塔筒的结构，并根据不同地域的环境要求确定合适的设计参数，以确 保塔筒的结构安全可靠。在工艺规划方面，需要考虑制造和建设过程中的 施工工艺、方案和流程，以保证塔筒的制造和建设高效顺利。在材料选择 方面，需选择强度高、耐腐蚀、经济实用的材料作为塔筒的主要构造材料，如优质钢材。 三、风电机组塔筒的优化 1.结构优化 结构优化主要包括减小塔筒自重、提高结构强度和降低风阻等方面。 可以通过优化塔筒的结构形式、改变材料的厚度和尺寸等来减小塔筒的自重。提高结构强度可以通过增加塔筒的剪切块和加强筒壁厚度等方式来实现。降低风阻可以通过改变塔筒的外形、减小空气流过截面积等方式来实现。 2.材料优化 材料优化是通过选择新型材料或改变材料的配比来提高塔筒的性能。 可以选择更高强度和更轻便的材料，如碳纤维复合材料等，以减小塔筒的

自重。同时，在材料的生产和加工过程中，可采用新型技术和工艺，如 3D打印技术等，以提高材料的性能和加工效率。 3.施工优化 施工优化主要包括提高施工的效率和质量。可以通过改进施工工艺和设计合理的安全措施来提高施工效率。同时，在施工过程中，需进行严格的质量控制，确保塔筒的制造和建设符合设计要求。 四、总结 风电机组塔筒的设计和优化是确保风机安全可靠性、运行性能和经济性的重要环节。通过合理的结构设计、材料优化和施工优化，可以提高风电机组塔筒的强度、稳定性和经济性。同时，未来的研究和发展方向还包括新型材料的应用、制造工艺的创新和施工技术的进一步提高等方面。

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失效分析与预防

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失 效分析与预防 WANG Rong 【摘要】对风能发电机组的结构进行了简单介绍,对其上经常失效的结构件以及其材料、热处理工艺和失效形式进行了归纳.选取了机组上应用数量较多、作用比较重要的高强度螺栓作为该讲的主要内容,对螺栓在机组上的应用特点、失效特点、结构特点、受力特点及其失效原因进行了较为详细的论述.结合多年的失效分析经验,采用实际案例的方式,重点介绍了机组上螺栓最常出现的两种失效形式——疲劳断裂和氢脆型断裂,并对这两种失效产生的根本原因进行了剖析,最后提出了避免机组上螺栓失效的预防措施. 【期刊名称】《理化检验-物理分册》 【年(卷),期】2019(055)006 【总页数】10页(P371-380) 【关键词】风能发电机组;结构件;高强度螺栓;失效分析;疲劳断裂;氢脆断裂 【作者】WANG Rong 【作者单位】 【正文语种】中文 【中图分类】TM614;TG115

风能发电机组(以下简称为风电机组或机组,WTGS)的结构如图1所示，经常失效的结构件主要分布于“轮毂”总成、“齿轮箱”总成和“偏航系统”总成3个区域，另塔筒内法兰上的连接螺栓也有较多的失效事故发生。笔者主要对风能发电机组上失效概率最高的3种构件，即螺栓(第1讲)、齿轮(第2讲)和轴承(第3讲)的失效 模式、失效原因以及相应的预防措施进行了概述。 1 风能发电机组概述 1.1 机组上经常失效的结构件 图1 风能发电机组结构示意图Fig.1 Schematic diagram of structure of the WTGS 风能发电机组上常见的失效件有：齿圈、齿轴、齿轮、销轴、轴承、高强度螺栓等。 1.2 失效件受力特点 (1) 无风时，机组的叶片停止不动，相当于一个悬臂梁结构。但由于叶片的质量较大(一般MW级别的机组叶片长度达50多米，重量在20 t以上。目前世界上风电机组上最长的叶片是丹麦Vestas的V164-7MW风机，叶轮直径长164 m，单个叶片长80 m)，轮毂及其连接部分的螺栓、相互配合的齿轮及轴承等都将承受较大的静载荷。 (2) 风力的变化，特别是台风、飓风等将会使整个机组产生晃动。叶片转动时，自身会产生振动，特别是当叶片转动到与塔筒平行位置时，空气流动路线会受到塔筒的影响，叶片的振动会更加明显，也有可能会出现共振现象。 1.3 失效件的材料、热处理特点和常见失效形式 机组上失效件常见的材料、热处理工艺及其失效形式见表1。 表1 失效件的材料、热处理工艺及其失效形式Tab.1 Materials, heat treatment processes and failure types of the failure parts使用材料常见的失效件热处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理 随着可再生能源的快速发展，风力发电已经成为获取清洁能源的重要手段之一。而在风电发电过程中，叶片螺栓断裂是一种较为普遍的故障，经常给风电场带来安全隐患和经济损失。本文针对风电机组叶片螺栓断裂这一问题进行了原因分析，并提出了相应的处理方法。 1. 螺栓质量不合格 由于螺栓是叶片固定的重要组件之一，因此其质量对于叶片的牢固性影响巨大。当螺栓质量不合格时，容易在高速旋转的风轮作用下发生断裂，从而影响风力发电机的正常运行。因此，单从螺栓项目考虑，螺栓的质量是非常重要的。 2. 膨胀紧固力太大 叶片安装中，螺栓的膨胀量是需要严格控制的。如果膨胀紧固力太大，将会增加叶片的应力，导致螺栓快速疲劳，从而引起螺栓断裂。在实际施工过程中，需要注意对于膨胀量的控制。 3. 叶片衔接处松动 由于风电机组经常受到高速风的冲击和叶片的旋转，所以在使用过程中，由于很多叶片的接缝处会出现微小振动，从而影响叶片的松动。当叶片的衔接处松动时，螺栓的受力状态会发生改变，导致出现位移、变形等问题，从而加速螺栓的疲劳损伤，最终使螺栓发生断裂。 4. 脚手架错位 叶片螺栓与脚手架之间的错误安装会导致叶片出现舞动，从而导致螺栓发生断裂。因此，在安装过程中，需要确认脚手架的正确安装位置，以及叶片与脚手架之间的距离，避免出现跨距过大或过小的情况。 二、叶片螺栓断裂的处理方法 1. 做好日常维护工作 在使用风电机组期间，需要定期对叶片螺栓进行排查，发现问题及时进行维护。定期检查包括检查叶片的固定情况、检查叶片的螺栓是否松动、检查叶片松动的原因。在检查过程中，可以根据检查分析的情况，对相应的部件进行调整，以达到减少螺栓断裂的效果。 2. 加强螺栓检验

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理 风电机组作为清洁能源发电的重要设备，其安全运行对整个电力系统的稳定运行具有 重要意义。在风电机组中，叶片是风力转换成机械能的关键部件，而叶片螺栓连接是叶片 与主轴之间的关键连接，直接关系到风电机组的安全性和可靠性。在风电机组的运行中， 叶片螺栓断裂问题时有发生，给风电机组的安全运行带来严重隐患。对叶片螺栓断裂原因 的分析及处理显得十分必要。 一、叶片螺栓断裂原因分析 1.设计问题 风电机组的叶片螺栓是根据叶片的设计荷载和造型特征而确定的，若设计参数不合理，可能导致叶片螺栓承受超过其设计荷载而断裂。设计问题主要表现在叶片结构及连接部分 的设计不当，如螺栓直径、螺纹设计、叶片连接结构等。 2.制造质量 叶片螺栓的制造质量关系到其机械性能和连接性能，如果材料质量不达标或者制造工 艺存在问题，就会造成叶片螺栓在实际运行中出现断裂的情况。制造质量问题主要表现在 螺栓材料的选择和热处理工艺、表面处理等方面。 3.安装质量 叶片螺栓安装时如果存在安装不当、紧固力不足、螺栓预紧力失效等情况，都可能导 致叶片螺栓的断裂。安装质量问题主要表现在叶片螺栓的紧固力和预紧力的调控、安装工 艺及工装的选用等方面。 4.材料老化 叶片螺栓在长期运行中，可能由于材料本身的老化导致机械性能下降，从而出现断裂 问题。影响材料老化的因素有很多，包括外部环境的影响、应力腐蚀因素、疲劳裂纹等。 5.运行条件 风电场作为开放式风区，受到气候条件和外部环境的影响较大，如风速、温度、湿度、盐雾等，都可能对叶片螺栓造成影响，从而导致断裂。风电场的易燃易爆、震动等特殊工 况也会对叶片螺栓的断裂产生影响。 上述几个方面是导致叶片螺栓断裂的主要原因，对于这些原因，需要风电机组制造企业、风电场运维企业和相关专业机构合作，采取有效的措施加以解决。 二、叶片螺栓断裂处理措施

【技术交流】风电机组叶片螺栓断裂原因分析及更换方法

【技术交流】风电机组叶片螺栓断裂原因分 析及更换方法 【摘要】我场风电机组叶根固定螺栓发生断裂后，对断裂的螺栓进行外观检查，断口宏观、微观分析，化学成分分析，金相组织检查，力学性能及硬度检测及疲劳试验等。在理化试验的基础上，运用微观断裂机理对螺栓的断裂原因进行分析，确定其断裂形式为疲劳断裂，螺栓断裂的主要原因是螺纹缺口处的应力集中，导致疲劳源的产生，从而导致螺栓开裂。文章提出改善螺栓的安装工艺、加工工艺、改进设计、避免应力集中的建议，从而提高螺栓的抗疲劳断裂能力。【关键词】风机螺栓断裂失效分析安装工艺螺栓连接是风力发电机组装配中的重要装配方式，几乎涉及到风力发电机组的所有部件。因此，螺栓的选用和强度校核是风力发电机组可靠性的重要保证。随着我国风电事业的跨越式发展，伴随着风力发电成本不断下降，风电机组的价格也越来越低，各大风电设备总装企业的价格战已经进行到了白热化阶段。如何在降低成本的情况下，保证风电机组的质量，成为各大风电企业面临的重要问题。螺栓作为风电设备的重要联结件，由于其各特性的不确定性，成为风力发电机组设计过程中降低成本的主要难点之一。1 螺栓联结现状现阶段，我国风电机组的螺栓失效问题已经在连接塔筒法兰的高强度螺栓上有所体现。主要失效形式为：安装麦抢带发生滑丝、扭断、屈服、甚至拉断等现象;设备运行过程中发生螺栓断裂，威胁机组运行，严重者甚至造成风力发电机组倒塌。塔筒高强度螺栓出现这些问题的原因，除了螺栓本身的质量不合格外，设计过程中的理论与经验不足也不容忽视。2 螺栓校核的主要方式现阶段，人们主要通过利用有限元软件分析和科学计算两种途径来对螺栓的可靠性进行设计和校核。在运用有限元软件进行分析的过程中，我们可以通过直接加载法、等效力法、等效应变法和等效温度法来实现预紧力的加载。但是这些加载方法或者不能传递剪应力，或者不能模拟现实中螺栓与被联结件的摩擦行为，且无法考虑螺母松动情况导致的预紧力损失。导致在实际的有限元模拟过程中，产生的螺栓应力偏大，因此，一般不作为风力发电机组螺栓结构校核的手段。 3 螺栓断裂原因(1)螺栓的质量(2)螺栓的预紧力矩(3)螺栓的强度(4)螺栓的疲劳强度 4 实验及分析风力发电机中的高强度螺栓主要起到连接、紧固及提供抵抗外载的预紧力的作用，叶片螺栓作为连接风机叶片和轮毂两大关键部件，一般都采用10.9级的高强度螺栓，其重要程度不言而喻。如果不能有限保证每个环节的质量，则有可能造成严重的事故。引起螺栓失效的原因主要有以下几个方面：一、螺栓本身质量不合格，不能满足标准或技术规范要求; 二、使用不当，主要包括过载、安装不合格等。本文主要以我场风机叶片螺栓在使用过程中发生断裂为例，通过具体的实验，进行分析、研究，找出叶片螺栓失效的原因——全文如下——12

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理 随着全球对可再生能源需求的不断增加，风力发电逐渐成为了一种重要的清洁能源。 然而，由于风电机组叶片长期暴露在自然环境下，可能会受到自然灾害、机械疲劳等因素 的影响，导致叶片螺栓断裂。叶片螺栓断裂会给风电机组的安全和维护工作带来重大风险，因此对其进行原因分析和处理具有非常重要的意义。 1.1 材料质量不佳 叶片螺栓断裂的一个重要原因是材料质量不佳。如果使用了劣质的材料制作叶片螺栓，那么长时间的受力状态将会导致材料的疲劳寿命降低，进而导致螺栓的断裂。 1.2 设计不合理 叶片螺栓的设计不合理也是导致其断裂的原因之一。如果螺栓的寿命和承受强度不足 以适应实际应力环境，那么螺栓会发生疲劳损伤和过度应力，导致断裂。 1.3 生产工艺不良 叶片螺栓制造中的生产工艺不良也是导致断裂的原因之一。如果生产过程中存在冷作 变形、含氧量高、铸造等问题，那么制造出来的螺栓质量会受到较大影响，进而导致螺栓 断裂的可能性增加。 2. 叶片螺栓断裂处理方法 2.1 加强预防措施 对于叶片螺栓断裂的预防，可以加强措施来进行，如针对螺栓的材料、设计和生产工 艺进行检查，确保其可靠性和稳定性，以降低风险。此外，还可以通过定期检查和维护等 方式对风电机组进行管理和监测。 2.2 引进新技术 现有的叶片螺栓加工技术大多采用传统的冷锻、热锻等工艺，但这种工艺所制造的螺 栓质量并不稳定。而新的超音速热喷涂等技术已经能够大大提高螺栓的质量可靠性，因此 可以考虑引进新技术来生产更加高质量的叶片螺栓。 2.3 加强监测和维护 对于已经安装的风电机组，需要通过添加传感器和自动检测等技术来监测叶片螺栓的 情况，并及时维护和更换有问题的螺栓。此外，还可以对叶片螺栓进行非破坏性检测，如 超声波探伤等技术，及时发现问题，有效避免安全事故的发生。

风电专业考试题库五百题大全

风电专业考试题库五百题 以下试题的难易程度用“★”的来表示，其中“★”数量越多表示试题难度越大，共526题。 一、填空题 ★1、风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫。 （切入风速） ★2、严格按照制造厂家提供的维护日期表对风力发电机组进行的预防性维护是。（定期维护） ★3、禁止一人爬梯或在塔内工作，为安全起见应至少有人工作。 （两） ★4、是设在水平轴风力发电机组顶部内装有传动和其他装置的机壳。（机舱） ★5、风能的大小与风速的成正比。（立方） ★6、风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫。（额定风速） ★7、叶轮旋转时叶尖运动所生成圆的投影面积称为。 （扫掠面积） ★8、风力发电机的接地电阻应每年测试次。（一） ★9、风力发电机年度维护计划应维护一次。（每年） ★10、SL1500齿轮箱油滤芯的更换周期为个月。（6） ★11、G52机组的额定功率 KW。（850） ★★12、凡采用保护接零的供电系统，其中性点接地电阻不得超过。（4欧） ★★13、在风力发电机电源线上，并联电容器的目的是为了。 （提高功率因素） ★★14、风轮的叶尖速比是风轮的和设计风速之比。（叶尖速度） ★★15、风力发电机组的偏航系统的主要作用是与其控制系统配合，使风电机的风轮在正常情况下处于。（迎风状态） ★★16、风电场生产必须坚持的原则。 （安全第一，预防为主） ★★17、是风电场选址必须考虑的重要因素之一。（风况） ★★18、风力发电机的是表示风力发电机的净电输出功率和轮毂高度处风速的函数关系。（功率曲线） ★★19、风力发电机组投运后，一般在后进行首次维护。 （三个月） ★★20、瞬时风速的最大值称为。（极大风速） ★★21、正常工作条件下，风力发电机组输出的最高净电功率称为。 （最大功率） ★★22、在国家标准中规定，使用“downwind”来表示。 （主风方向） ★★23、在国家标准中规定，使用“pitch angle”来表示。 (桨距角) ★★24、在国家标准中规定，使用“wind turbine”来表示。 （风力机） ★★25、风力发电机组在调试时首先应检查回路。（相序） ★★26、在风力发电机组中通常在高速轴端选用连轴器。（弹性）

常用法兰规格的应力分析与强度计算

常用法兰规格的应力分析与强度计算 一、引言 法兰是工业管道系统中常见的连接元件，用于连接管道、阀门、设备等，并通过螺栓紧固以保证系统的密封性和强度。在设计和选择法兰时，了解其应力分析与强度计算是至关重要的，以确保法兰的可靠性和安全性。本文将介绍常用法兰规格的应力分析与强度计算方法。 二、应力分析 1. 内压应力 法兰受到工作介质内压的作用，内压应力是法兰中最主要的应力来源之一。内压应力的计算可以通过以下公式进行： σ_i = P * D / (2 * t) 其中，σ_i为内压应力，P为内压力，D为法兰标称直径，t为法兰板厚。 2. 弯曲应力 当管道系统中的载荷作用于法兰时，法兰会承受一定的弯曲应力。弯曲应力的计算可以通过以下公式进行： σ_b = (M * y) / (I * c) 其中，σ_b为弯曲应力，M为弯矩，y为法兰板的距离中心轴线的距离，I为截面惯性矩，c为最大距离。

3. 拉伸应力 法兰连接部分的螺栓紧固会导致法兰板之间产生拉伸应力。拉伸应力的计算可以通过以下公式进行： σ_t = (F / A) 其中，σ_t为拉伸应力，F为螺栓的拉力，A为法兰板的横截面积。 三、强度计算 1. 抗拉强度计算 法兰在使用过程中需要承受拉伸载荷，因此需要满足一定的抗拉强度要求。抗拉强度的计算可以通过以下公式进行： F_t = σ_t * A 其中，F_t为法兰的抗拉强度，σ_t为拉伸应力，A为法兰板的横截面积。 2. 抗压强度计算 法兰在受到工作介质内压时需要满足一定的抗压强度要求。抗压强度的计算可以通过以下公式进行： F_c = σ_c * A 其中，F_c为法兰的抗压强度，σ_c为内压应力，A为法兰板的横截面积。 3. 抗弯强度计算

在役某损坏风电机组塔简静态载荷仿真及验证

在役某损坏风电机组塔简静态载荷仿真及验证 塔筒是风力发电机组的重要部件及承重部件，对其仿真和测试有助于预测塔筒的性能，从而保证整个风力发电机组正常运行。塔筒在实际运行过程中可能会受到损坏，判断损坏部分对整个风力发电机组的影响非常重要。本文对损坏塔筒进行建模并在ANSYS中进行了静力学分析，同时设计了损坏塔筒载荷的测试方案，通过对损坏塔筒的载荷测试结果与仿真结果的比较，验证了塔筒仿真模型的准确性。损坏塔筒仿真能较快地分析出损坏部分的影响，也为后续的疲劳测试奠定了基础。 标签：塔筒损坏影响分析；静态载荷仿真；载荷测试 一、引言 随着能源和环境的压力增加，清洁可再生的新能源今年受到普遍重视。风能作为清洁可再生能源，成本较低且取之不尽，受到了发电企业愈来愈多关注。 对于风力发电机组机械结构件，对载荷的全面了解和准确量化是极为重要的，风电机组制造商对每种机型都进行载荷型式测试，已验证结构设计中各种模型的准确性。塔筒作为风电机组重要机械部件，支撑机舱和叶片的正常运行。如果机组在运行过程中由于外力作用导致塔筒产生了部分损坏，判断此损坏部分对机组载荷影响大小尤其重要。 本文依据国内河北某风电场塔筒被外力损坏实际情况以及机组参数，建立完好和损坏塔筒模型并加载合适载荷，得到风电塔筒损坏部位在损坏前后所受载荷差值；并通过搭建风电机组载荷测试系统进行载荷测试，并与仿真数据进行比对，验证塔筒建模准确性，为后续疲劳测试打下坚实基础。 二、风电塔筒静态载荷仿真 （一）风电塔筒模型建立 国内河北某风电场塔筒因叶片断裂砸中，产生多个凹坑，因业主要求需对损坏部位对塔筒整体载荷影响分析。 本文利用Solidworks 2010建立塔筒模型，根据现场实测数据以及建模可行性建立损坏塔筒模型。塔筒模型凹陷的深度为12mm、宽度为225mm、缺陷数量为8个、均布在离塔塔筒底部8200mm的圆周上，完好和损坏塔筒模型分别如图1和如图2。 （二）风电塔筒静态载荷仿真 塔筒模型建立好后，选择合适的仿真软件至关重要，根据模型及载荷特点选

螺栓连接的有限元建模及仿真分析

螺栓连接的有限元建模及仿真分析 辛鹏;万义强;徐琢 【摘要】针对螺栓连接结构的仿真分析,建立了单体螺栓连接有限元模型和螺栓法兰有限元模型.理论计算和仿真分析均表明,在施加拧紧力矩后,装配应力主要产生在实体螺栓的螺头、垫圈和被连接件之间;与此同时,最大应力值也出现在螺母与螺杆连接处.模态分析表明,螺栓预紧力的大小对结构的影响很小.对于螺栓法兰连接结构,由装配引起的应力变化和分布也局限在各螺栓附近,其余部位影响甚小.为了提高仿真计算的效率和准确度,建议采用实体螺栓连接模型. 【期刊名称】《车辆与动力技术》 【年(卷),期】2015(000)002 【总页数】5页(P58-62) 【关键词】螺栓;法兰连接;预紧力;模态;装配应力 【作者】辛鹏;万义强;徐琢 【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京,100081 【正文语种】中文 【中图分类】U463 螺栓连接作为一种可拆卸式的连接方式，广泛存在于各种机械设备中联结间厚度不大的场合.一般而言，对于各种机械式连接件，在工作过程中，应力集中和疲劳多

数发生在连接部位，即螺栓附近，这对螺栓的寿命和连接精度有着重大的影响.因此，分析螺栓连接的应力产生有着重要的意义. 由于螺栓连接中，连接件和被连接件相互之间的作用力比较复杂，因此，在有限元分析中，需要有针对性的简化.在螺栓连接中，螺栓预紧力和相互间接触是比较重要的两个特点，它们对结构的静态特性和动态特性的影响非常大.对于螺栓连接结构中的接触应力和连接刚度，许多科研工作者通过理论计算和有限元仿真，并加以试验验证，对螺栓连接进行了大量的研究分析［1］，得到了很多有价值的、可以借鉴的结论.在螺栓连接中，螺纹的接触和应力分析是有限元仿真中的难点.孙宇娟［2-3］等通过对螺纹的建模和分析，得到螺纹轴向载荷和应力分布规律，表明螺纹的形状和螺栓效应对螺栓结构的轴向载荷和应力分布的影响不大.这对我们简化螺栓模型提供了理论上的帮助. 通过对螺栓连接应力分布的理论计算，基于有限元分析软件ANSYS，对螺栓连接进行精细化建模，并施以局部接触及螺栓预紧力，通过理论计算结果验证模型的准确性和实用性. 1 螺栓连接模型强度计算校核 螺栓连接的失效形式主要是螺栓杆部的损坏:在轴向变载荷的作用下，螺栓的时效多为螺栓的疲劳断裂，损坏的地方都是截面有剧烈变化因而有应力集中处.就破坏性质而言，约有90%的螺栓属于螺杆疲劳破坏. 据统计资料表明，受变载荷的螺栓，如图1，在从螺母支撑面算起第一圈或第二圈螺纹破坏处损坏的约占65%，在光杆与螺纹部分交界处损坏的约占20%，在螺栓头与杆交界处损坏的约占15%. 图1 变载荷受拉螺栓损坏统计 例子中，建模螺栓为M10普通钢制螺栓，螺栓危险截面的拉伸应力

风电机组高强度螺栓常见问题分析

风电机组高强度螺栓常见问题分析 为了便于机械产品的制造、生产、安装、运输、以及提高劳动生产率等，广泛地使用各种联接，机械联接分为可拆式联接和不可拆联接。 载荷在连接中的传动可分为两种方式：（1）通过连接件和被连接件的接触部分直接传动；（2）通过连接中被连接件接触面的摩擦来传力。 二、实际生产装配当中所存在的高强度螺栓连接常见问题 1.机械性能： （1）M24×215螺栓用于轮毂与三个叶片之间的连接，个别螺栓轴向力增大，螺栓产生附件 应力，打力矩时可能会断裂。 ⑵由于安装面摩擦系数较小，螺栓在安装时出现垫圈转动现象。 ⑶力矩扳手应及时校验，以免扳手示值不准，造成螺栓力矩超拧。 2.形位公差：\ 2.3 螺栓的选择 轮毂孔与叶片上的光孔直径为φ33，如果选用GB1228 M 30×410 的螺栓，比轮毂孔与叶片上 的光孔直径φ33小3mm，由于公称长度l较长，由于GB1228 M 30×410 螺纹的直线度t＝ 2.150，直线度公差显然大于1.5的单边余量。即使直线度公差t <2.150穿过轮毂与叶片的光孔。就要选择一种直线度较高的螺栓来代替GB1228 M 30×410 的螺栓，通过计算GB5782 M 30×410的螺栓在同样满足机械性能要求的前提下，满足直线度的公差等级，因此选用 GB5782 M 30×410的螺栓来实现连接轮毂与叶片的连接。 3.尺寸公差 3.1 GB/T 5782与 GB/1228对于螺栓螺纹长度的规定如下： ★GB/T 5782六角头螺栓标准中规定了M 30×410螺栓螺纹长度为b＝66～85mm。 ★GB/1228高强度大六角头螺栓标准中虽然没有明确规定d＝30mm，l＝410mm的螺栓螺纹 长度值b，将按照标准范围内的最大值生产制造，即b＝60 mm。 3.2 按照风电机组设计：螺纹长度b＝55mm，轮毂厚度为75mm，垫片厚度为15mm，叶片 法兰至螺纹起始处的距离为255mm，叶根螺纹长度为55mm计算： ◆GB/1228高强度大六角头螺栓，螺纹长度55mm，垫圈至叶根螺纹起始处的距离为345mm，加上螺纹的长度55mm，总长度为400mm，但实际螺栓总长度为410mm，这10mm的长度 由于螺纹长度的限制而不能继续旋拧，这样螺栓与垫圈不能接触，也就不能起到保护接触表面、控制接触面摩擦系数的作用。 ◆GB/T 5782M 30×410的螺栓就可以很轻松的解决这样一个矛盾，由于GB/T 5782 标准中明 确规定了螺纹长度b在66～85mm之间，选用GB/T 97.1 φ15的垫圈，垫圈至叶根螺纹起始 处的距离为345mm，加上螺纹长度66mm，可以保证螺栓螺纹的正常旋入，即可满足安装要求。 4.扭矩系数

基于SIMPACK的风力发电机组偏航系统动力学建模及应用

基于SIMPACK的风力发电机组偏航系统动力学建模及应用 摘要：偏航系统作为现代风力发电机组的重要组成部分，其故障对机组运行的 安全性、经济性有严重影响。本文以多体动力学为理论基础，依据风电机组偏航 系统的拓扑关系在多体动力学仿真分析软件SIMPACK中进行了动力学建模。针对 不同的塔筒扭转刚度等因素对偏航系统动力学模型进行了仿真计算，并对结果进 行了相应的分析。 关键词：偏航系统；多体动力学；SIMPACK Abstract:Yaw system is an important part of modern wind turbine, its failure has a serious impact on the safety and economy of the operation of the unit. Based on the theory of multi-body dynamics, the dynamic model of wind turbine yaw system is built in SIMPACK. The dynamic model of yaw system is simulated and calculated according to different hydraulic pressure of calipers and torsional stiffness of tower barrel. Keywords: yaw system, multibody dynamics, SIMPACK 1引言 SIMPACK是一款基于多体动力学理论的计算分析软件，1985年INTEC Gmbh 公司在德国航天局(DLR)的推动下开发完成。SIMPACK采用了相对坐标的递归算法，使得它能够对动力学方程进行进一步简化。这使得它在计算速度上与其他动力学 仿真分析软件相比具有相当大的优势。[1] 风力发电技术在我国的开展已有近20年，经10年的快速发展，目前已经进 入平稳期。根据中国可再生能源学会风能专业委员会(Chinese Wind Energy Association)发布的《2016年中国风电装机容量统计》，2016年，全国(除台湾地 区外)新增装机容量2337万千瓦，同比下降24%;累计装机容量达到1.69亿千瓦[2]。尽管我国风力发电技术已经有了长足进步，但与国外相比依然有着相当大的 差距。国内企业在对外引进技术的过程中，难以进行很好的吸收内化，对相关核 心技术掌握不足。另一方面，对创新研发和质量控制等方面不够重视。这使得近 些年风电事故量有所上升。根据已有的数据，从风电机组不同部件的故障量和故 障停机时间来看，偏航系统故障对机组运行的安全性、经济性带来了相当大的影响。为了预防风电事故的发生并在设计、制造过程中提供理论依据，需要应用动 力学仿真分析软件对风电机组偏航系统进行建模分析。 2偏航系统动力学建模 根据某型号风电机组偏航系统的结构，经过分析，对其进行简化建模: 1.回转支承、驱动齿轮、制动盘等具有高刚度的部件，在建模过程中按照刚 体处理； 2.将回转支承内外圈间的轴承作用简化为一个转动副； 3.由于机组机架与偏航驱动间由高强度螺栓相互连接，在建模时忽略螺栓变 形产生的影响； 4.机组机架与机舱视为一个刚体； 5.忽略偏航驱动减速器中的行星轮系间的相互作用，根据参数对偏航驱动电 机输出的转矩进行等效计算； 6.通过具有相应刚度的弹簧力元描述塔筒对偏航系统与地面间的作用。 按照上述简化方式及机组各部件间的实际连接关系，对某型号风电机组的偏 航系统进行动力学建模。 2.1建立物体并施加约束 在SIMPACK建立代表各个部件的物体并导入相应的三维实体模型。根据参数

塔筒采用预应力锚栓连接的风电机组基础局压验算方法及案例分析

塔筒采用预应力锚栓连接的风电机组基础局压验算方法及案例分析 摘要：风机塔筒采用预应力锚栓连接基础，锚栓可与基础钢筋交叉锚固，有利于提高基础结构的整体性、安全性，近年来在风电工程中得到广泛应用，优点比较明显。但是，风机基础在极端荷载作用下，预应力锚栓的锚固区基础混凝土将承受较大的压应力，目前风力发电规范暂无相关验算方法。以某风电机组厂家机型为例，根据现有设计规范计算理论，探讨塔筒采用预应力锚栓连接基础的风电机组基础设计要点。 关键词：风电机组基础；基础设计；预应力锚栓；环形截面；局部承压；承载力；验算方法 Design Main Points of Wind Turbine Generator Tower FoundationConnected by Prestressed Anchor Bolts LIANG Jiancong1 （1.Power China Planning & Design Institute Co.Ltd, Guangzhou,China） Abstract: Through the prestressed anchors connected to the wind turbine tower and the foundation, anchor bolts can be cross-anchored with the steel to improving the integrity and safety of the structure. In recent years prestressed anchor bolts have been widely used in the wind power farm with comparative advantages. However, under the action of extreme load, the concrete of the foundation in the prestressed anchoring area is bearing higher local pressure and there is no relevant checking method in the current codes for wind power generation . Taking the model of a wind power farm as an example, the