风电叶片叶根连接载荷对比分析

叶根连接方式是复合材料风电叶片与风轮轮毂连接的唯一的也是最关键的部件,作用在叶片上的载荷均通过叶根连接传递到轮毂,连接方式的不同对叶片根部结构承载能力乃至叶片长度设计都至关重要。本文以风电叶片"T型螺栓"和"螺栓套筒预埋"叶根连接方式为研究对象,对螺栓和叶根复合材料的承载情况进行研究,为叶片根部连接方式设计及优化提供依据和指导。

风电叶片叶根连接方式概述

叶根连接方式是复合材料风电叶片与风轮轮毂连接的唯一的也是最关键的部件,作用在叶片上的载荷均通过叶根连接传递到轮毂上去,不同连接方式对叶片的使用长度要求和承载能力影响至关重要。本文以风电叶片叶根连接方式为研究对象,针对目前市场中存在的三种叶根连接方式展开研究,分析三种连接方式各自在工艺性及结构性上的特点,以及使用范围上的适用性。

风电叶片预埋型叶根连接螺栓抗疲劳优化设计研究

疲劳断裂是风电叶片叶根连接螺栓的主要失效形式。本文在«典型参数对风电叶片预埋型叶根连接螺栓承载性能的影响»分析数据的基础上,增加分析了变桨轴承高度、螺栓套外径对连接螺栓疲劳性能的影响;采用典型的疲劳载荷,综合分析对比了螺栓预紧力、法兰厚度、螺栓套初始螺纹深度、螺栓光杆直径、变桨轴承高度以及螺栓套外径等参数对叶根连接螺栓疲劳性能的影响。分析结果表明:增加变桨轴承高度、增大螺栓套外径是提高连接螺栓疲劳寿命的最有效方法;从减重降本角度考虑,提高连接螺栓的疲劳寿命,应优先考虑减小光杆直径,同时增大螺栓预紧力,如螺栓疲劳寿命仍无法满足设计要求,应依次考虑增大螺栓套外径,增加法兰厚度,增加变桨轴承高度。

基于ANSYS的叶根连接建模方法研究

针对风电叶片叶根连接有限元建模方法进行研究,主要通过对比工程算法、整体有限元模型与1/N有限元模型的结果进行分析验证。首先对叶根钻孔连接采用工程算法进行理论计算,得到了螺栓的理论应力。接着分别建立整体模型与1/N模型,并对模型进行加载计算得到螺栓的有限元应力。通过对比发现,有限元与理论结果的偏差较小,从而证明两种建模方法都是可行的。采用整体模型计算与实际最为接近,但采用1/N模型更能减少工作量,提高效率。

风电叶片叶根连接及预埋螺栓法兰设计探讨

对风电叶片采用的T型螺栓和预埋螺栓叶根连接方式进行了介绍,并对两种方式的优缺点进行了分析,随着功率不断增加,预埋螺栓技术优势明显;给出了两种预埋法兰盘设计方案,对两种方案的设计和安装进行了详细阐述,探讨的内容为风电叶片叶根连接设计提供参考。

叶根连接模型的干摩擦微滑移性能

采用在接触面上建立多个接触对以模拟叶根处微滑移的方法和控制变量法,获取稳定状态下二维叶根接触面上摩擦力和相对位移的迟滞回线,分析评估了参考点、网格分配、切向和法向载荷、接触刚度、摩擦因数等参数在微滑移中的影响,从一个新角度考察了叶根干摩擦微滑移的性能。分析结果表明在采用微滑移模型研究叶根连接时,不同参数的选择对其干摩擦性能均有影响。接触单元的数量影响结果的精度,接触面上参考点的选择影响迟滞回线的描述,切向载荷影响迟滞回线中相对位移的大小;法向接触刚度的降低会明显增加相对位移和微滑移区域的大小,切向接触刚度的增加使叶根处更容易进行类似刚体运动的宏观滑移;摩擦因数和正压力的增加使得微滑移区域增加,但两者的影响并不完全一样。同时,从耗散能的角度研究了接触参数的减振效果。

风机叶片根端连接的有限元分析

本文基于ANSYS软件建立风机叶片根端连接部分的有限元模型,并对叶根玻璃钢部分及T型连接螺栓进行应力分析和强度校核,为叶片根端连接的设计、优化及材料的选用提供可靠的依据和指导。

风电叶片螺栓安装预紧力研究

风力发电叶片叶根连接螺栓是复合材料叶片与风轮轮毂连接的唯一的也是最关键的部件,通常在安装过程中会施加螺栓预紧力,保证叶片与轮毂连接的紧密性。预紧力大小的设定对螺栓是否能够正常使用,乃至叶片能否正常运行都有重大的影响,在螺栓连接的有限元分析中准确模拟螺栓的预紧力是一项复杂而困难的工作。论述了螺栓预紧力的理论计算过程及利用有限元技术在ANSYS中模拟螺栓预紧力的方法,为叶片根部连接施加预紧力提供可靠的依据和指导。

60kW水下发电叶片设计

本文设计了可以利用水流发电、功率为60kW的水下叶片,叶片长度为3.5m,额定水流速度为1.85m/s,最大安全水流速为3m/s,达到很好的发电效率。