本文關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機塔筒連接系強度分析與試驗研究

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【摘要】：風(fēng)能是一種安全、清潔、可再生的綠色能源,風(fēng)能的利用不會產(chǎn)生污染環(huán)境、破壞生態(tài)的問題,對于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。在政策的大力扶持下,我國在風(fēng)力發(fā)電方面已經(jīng)取得很大的進展。風(fēng)能不管是總的裝機容量還是新增的裝機容量,在世界各國都保持著很快的增長。隨著風(fēng)電行業(yè)的迅速發(fā)展,近年來,風(fēng)電行業(yè)發(fā)生了許多起風(fēng)電塔筒倒塌的事故。經(jīng)事后鑒定分析,造成倒塔原因除了強風(fēng)造成載荷過大,大多還伴隨著塔筒法蘭連接螺栓強度不足、以及安裝施工過程中高強螺栓緊固不當(dāng)?shù)膯栴}等。本文對風(fēng)力發(fā)電機塔筒法蘭連接系進行了強度分析及現(xiàn)場實測研究。主要內(nèi)容包括:(1)介紹了風(fēng)電塔筒法蘭螺栓緊固及控制預(yù)緊力方法,通用的高強螺栓預(yù)緊方法:轉(zhuǎn)角擰緊法、扭矩預(yù)緊法、液壓張拉預(yù)緊法,分析各方法的優(yōu)缺點,從而為風(fēng)機塔筒實際安裝施工選取合適的安裝方法。(2)介紹超聲波螺栓應(yīng)力測試技術(shù)的基本理論,根據(jù)聲彈性理論知識,推導(dǎo)出螺栓軸向應(yīng)力與其自身伸長量的關(guān)系公式。聲彈性理論技術(shù)提供了一種檢測螺栓軸向緊固力的方法。(3)對新疆某風(fēng)電場1.5MW風(fēng)機塔筒受力進行理論分析計算,分析風(fēng)機各工況下實際受力情況,對螺栓強度進行安全校核。(4)對風(fēng)機塔筒法蘭高強螺栓預(yù)緊力進行現(xiàn)場測試。介紹了Bolt MikeⅢ超聲波螺栓應(yīng)力測試儀的使用方法及相關(guān)參數(shù)的選取與確定,通過對現(xiàn)場實際檢測的數(shù)據(jù)分析,該數(shù)據(jù)能較好的反映風(fēng)機塔筒法蘭螺栓實際受載情況,對風(fēng)機的安裝具有很好的指導(dǎo)作用。(5)建立風(fēng)機塔筒法蘭螺栓連接系的有限元模型,對法蘭螺栓在暴風(fēng)工況下的受力情況進行有限元分析,并對理論計算、現(xiàn)場實測及有限元分析結(jié)果進行對比分析。最后,對本項目研究的的內(nèi)容及成果進行總結(jié),展望了有待進一步深入研究的問題。為風(fēng)機塔筒的法蘭連接的設(shè)計、安裝及風(fēng)機運行提供參考。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)機塔筒 法蘭螺栓 預(yù)緊力 超聲波應(yīng)力測試
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 概述9-10
• 1.2 國內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外風(fēng)電發(fā)展概況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展概況11-12
• 1.3 風(fēng)電塔筒的類型12-15
• 1.4 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀及發(fā)展15-16
• 1.5 本課題研究的意義16-17
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容17-18
• 2 風(fēng)電塔筒法蘭螺栓緊固及控制預(yù)緊力方法分析18-22
• 2.1 轉(zhuǎn)角法擰緊18-19
• 2.2 扭矩緊固法19-20
• 2.3 伸長量法20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 超聲波檢測螺栓軸向預(yù)緊力理論分析22-26
• 3.1 聲彈性理論簡介22-23
• 3.2 螺栓伸長量及軸向應(yīng)力的計算23-25
• 3.3 本章小結(jié)25-26
• 4 風(fēng)力發(fā)電機塔筒受力理論分析計算26-43
• 4.1 風(fēng)力發(fā)電機概況26-27
• 4.2 塔筒載荷計算27-42
• 4.2.1 塔身風(fēng)荷載計算28-32
• 4.2.2 其他荷載計算32
• 4.2.3 風(fēng)機各工況下法蘭螺栓校核32-42
• 4.3 風(fēng)機塔筒反向平衡法蘭42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 風(fēng)機塔筒法蘭高強螺栓預(yù)緊力現(xiàn)場測試43-53
• 5.1 風(fēng)電塔筒法蘭高強螺栓緊固43-44
• 5.1.1 高強螺栓液壓張拉器43
• 5.1.2 塔筒法蘭高強螺栓預(yù)緊43-44
• 5.2 風(fēng)機塔筒高強螺栓預(yù)緊力現(xiàn)場測試44-47
• 5.2.1 螺栓應(yīng)力測試儀簡介44
• 5.2.2 螺栓相關(guān)參數(shù)的確定44-46
• 5.2.3 檢測探頭的選取與使用46
• 5.2.4 螺栓端面的修正與耦合46-47
• 5.3 超聲波螺栓應(yīng)力測試儀檢測準確性試驗分析47-50
• 5.4 螺栓軸向預(yù)緊力檢測50-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 6 風(fēng)機塔筒有限元分析53-58
• 6.1 有限元分析的意義及目的53
• 6.2 有限元模型的建立53-55
• 6.2.1 模型簡化53-54
• 6.2.2 單元的選取與網(wǎng)格劃分54
• 6.2.3 材料性能確定54
• 6.2.4 接觸設(shè)置與載荷施加54-55
• 6.3 載荷施加55-56
• 6.4 位移結(jié)果分析56
• 6.5 應(yīng)力結(jié)果分析56-57
• 6.5.1 有限元計算應(yīng)力結(jié)果56-57
• 6.5.2 應(yīng)力結(jié)果對比分析57
• 6.6 本章小結(jié)57-58
• 7 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-61
• 附錄 部分風(fēng)機抽檢螺栓預(yù)緊力數(shù)值61-65
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果65-66
• 致謝66

【參考文獻】

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本文編號：967118