風機塔筒摩擦連接構件的力學性能分析.pdf

1、近幾十年,由于各國在風機研究上都相繼投入大量人力、財力和財政支持,使得風機技術不斷成熟。但是目前單臺風機成本仍相當巨大,所以,提高單機容量,降低風機成本,成了提高市場競爭力的主要方法。塔架作為風力機的重要組件,其成本占了整個風力機的10％～25%,而現(xiàn)有塔架的主要形式是法蘭連接焊縫鋼塔筒。因此針對現(xiàn)有塔架進行優(yōu)化與改進,找到一種更好的替代品,以達到既滿足各種需求又能減小成本的目的就顯得尤為重要。本文著重研究了用摩擦連接的方式替代法蘭連接

2、在塔筒中的應用,主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　首先,分析了W. Husson平板摩擦連接實驗,以及哪種摩擦結構形式獲得的性能最好,然后,在此基礎上以實驗模型 Z-1×3為分析對象研究了橫向載荷對摩擦阻抗的影響。根據(jù)所獲得的位移變化曲線圖,結合歐洲規(guī)范3:鋼結構設計中第1-8部分中對連接件設計的內(nèi)容,推導出新的摩擦阻抗計算公式。結果表明,橫向載荷是影響摩擦阻抗一個不能忽視的因素。
　　其次,根據(jù)風力發(fā)電機塔筒的受載特性,分析塔

3、筒連接處對摩擦連接的強度要求,給出塔筒的摩擦連接結構計算公式。由此可以獲得連接處螺栓總個數(shù)、排數(shù)和每排螺栓的個數(shù)。由計算出來的結果可以看出,螺栓個數(shù)要比W. Husson所獲得螺栓個數(shù)平均多出8～11個,因此在考慮了橫向載荷后的摩擦阻抗,對塔筒連接處的安全更有保障。
　　最后,采用Solidworks三維建模軟件建立塔筒連接處的W. Husson結構和改進結構的實體簡化模型,利用ABAQUS有限元軟件重點對這兩種結構進行極限載荷工