本文關(guān)鍵詞：兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓微裂紋擴(kuò)展分析與疲勞強(qiáng)度研究

  更多相關(guān)文章： 兆瓦級風(fēng)機(jī) 高強(qiáng)度螺栓 預(yù)緊力 微裂紋 擴(kuò)展 疲勞強(qiáng)度

【摘要】：風(fēng)能作為一種取之不盡,用之不竭的綠色能源,是未來的發(fā)展趨勢。但因高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接失效而導(dǎo)致的多起風(fēng)機(jī)倒塔事故引起了廣大科研工作者的重視,并為之提出提高高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接可靠性以確保風(fēng)機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的科研難題。為了研究高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接失效的原因,本論文以某兆瓦級風(fēng)機(jī)的高強(qiáng)度螺栓為例,開展高強(qiáng)度螺栓微裂紋擴(kuò)展與疲勞強(qiáng)度的研究。 首先,建立了兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接三維模型和有限元模型,基于不同預(yù)緊力條件下通過仿真分析得到含微裂紋兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)力分布及聯(lián)接件的受力情況,提出了可供參考的高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力取值范圍。其次,建立了高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓裂紋擴(kuò)展模型,按照不同裂紋深度對高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓螺紋底端表面裂紋和螺紋頂端表面裂紋的擴(kuò)展進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明：高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓最大應(yīng)力位置與裂紋位置無關(guān),均出現(xiàn)在螺紋連接第1個螺紋處。在初始裂紋設(shè)置在第1個螺紋處時,由于高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中、發(fā)生裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象,導(dǎo)致高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓應(yīng)力過大,嚴(yán)重影響聯(lián)接可靠性。最后,結(jié)合實(shí)際工作狀態(tài)中兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓承受不同的預(yù)緊力,對高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度仿真分析,揭示了高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力和疲勞壽命的關(guān)系,為高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力的合理設(shè)計提供了很好的理論依據(jù),并采用實(shí)驗(yàn)的方式對某兆瓦級高強(qiáng)螺栓進(jìn)行受力測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)組裝工藝會導(dǎo)致實(shí)際施加到螺栓上的預(yù)緊力有很大的分散性,螺栓實(shí)際受力出現(xiàn)不能滿足設(shè)計要求的可能性,從而降低螺栓的使用壽命,影響機(jī)組安全。圖47幅,表13個,參考文獻(xiàn)63篇。
【關(guān)鍵詞】：兆瓦級風(fēng)機(jī) 高強(qiáng)度螺栓 預(yù)緊力 微裂紋 擴(kuò)展 疲勞強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景與研究意義9-10
• 1.2 高強(qiáng)度螺栓裂紋分析研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓疲勞研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓國外技術(shù)現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀12-13
• 1.4 論文內(nèi)容和結(jié)構(gòu)13-15
• 2 含微裂紋兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接強(qiáng)度分析15-32
• 2.1 含微裂紋兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接強(qiáng)度分析仿真模型15-23
• 2.1.1 擴(kuò)展有限元理論15-18
• 2.1.2 兆瓦級風(fēng)機(jī)偏航過程高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接強(qiáng)度分析幾何模型18-19
• 2.1.3 兆瓦級風(fēng)機(jī)偏航系統(tǒng)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接有限元模型19-23
• 2.2 含微裂紋兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接強(qiáng)度仿真分析結(jié)果23-31
• 2.2.1 含微裂紋兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接靜應(yīng)力分析結(jié)果23-29
• 2.2.2 微裂紋螺栓連接件的強(qiáng)度分析29-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 3 兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓螺紋表面微裂紋分析32-45
• 3.1 偏航齒圈高強(qiáng)度聯(lián)接螺栓螺紋表面裂紋分析仿真模型32-33
• 3.1.1 高強(qiáng)度螺栓螺紋表面裂紋分析幾何模型與有限元模型32-33
• 3.2 高強(qiáng)度螺栓螺紋表面微裂紋分析結(jié)果33-43
• 3.2.1 高強(qiáng)度螺栓螺紋底端表面裂紋仿真分析情況33-38
• 3.2.2 高強(qiáng)度螺栓螺紋頂端表面裂紋仿真分析情況38-43
• 3.3 螺栓表面微裂紋檢測結(jié)果分析43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓的疲勞強(qiáng)度分析與實(shí)驗(yàn)研究45-61
• 4.1 兆瓦級風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓疲勞計算理論45-47
• 4.1.1 疲勞計算理論45-46
• 4.1.2 高強(qiáng)度螺栓的S-N曲線設(shè)置46-47
• 4.2 不同預(yù)緊力下高強(qiáng)度螺栓的疲勞強(qiáng)度分析47-54
• 4.2.1 風(fēng)機(jī)高強(qiáng)度螺栓疲勞強(qiáng)度計算模型與條件47-50
• 4.2.2 不同預(yù)緊力下高強(qiáng)度螺栓疲勞強(qiáng)度計算的實(shí)現(xiàn)50-54
• 4.3 實(shí)驗(yàn)研究54-60
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理55
• 4.3.2 測試系統(tǒng)構(gòu)成55-56
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟56-58
• 4.3.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 工作總結(jié)61
• 5.2 研究展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果目錄68-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐克明,鐘伯明,魏嘉荃,陳掄元;拉伸圓桿表面裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子實(shí)驗(yàn)研究[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;1991年02期

2 曾波,戴國欣,夏正中;高強(qiáng)度螺栓連接的可靠性評估[J];工業(yè)建筑;1997年06期

3 趙海川;王晶;;關(guān)于風(fēng)電螺栓扭矩系數(shù)與摩擦系數(shù)的探討[J];風(fēng)能;2010年09期

4 冷建興,汪廣海;高強(qiáng)度緊固件中的強(qiáng)度與疲勞問題[J];鋼結(jié)構(gòu);1998年01期

5 朱若燕,李厚民;高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力及疲勞壽命[J];湖北工學(xué)院學(xué)報;2004年03期

6 郭平輝;高強(qiáng)度螺栓疲勞強(qiáng)度可靠性設(shè)計[J];機(jī)械設(shè)計;1990年06期

7 劉榮佩;軸表面半橢圓裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的求算[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報;1996年01期

8 劉斌;沈士明;;基于FRANC3D的三維疲勞裂紋擴(kuò)展的數(shù)值模擬[J];煤礦機(jī)械;2007年12期

9 尹益輝;余紹蓉;;基于有限元計算的螺栓接頭預(yù)緊力和允許外力設(shè)計方法[J];綿陽師范學(xué)院學(xué)報;2007年05期

10 田杰,商高高,周建兵,朱云明;高強(qiáng)度連桿螺栓的疲勞壽命分析[J];南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年05期

，

本文編號：1134992