一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109086465A(43)申请公布日2018.12.25(21)申请号201710444486.1(51)Int.Cl.(22)申请日2017.06.13G06F17/50(2006.01)(71)申请人许继集团有限公司地址461000河南省许昌市许继大道1298号申请人许昌许继风电科技有限公司国家电网公司国网新源张家口风光储示范电站有限公司(72)发明人晁贯良董姝言苏凤宇何海建程林志沈开慧史航孙刚峰(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人韩天宝权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法(57)摘要本发明提供一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，包括如下步骤：建立风机轮毂与主轴连接螺栓载荷传递路径上设备的三维模型，并将该三维模型导入有限元软件，建立风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型；对风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型施加极限载荷，在有限元分析软件中进行非线性求解，计算螺栓在极限工况下的拉应力，组合拧紧产生的剪切应力得到螺栓的等效应力，结合材料屈服强度及安全系数得到螺栓极限强度性能。本发明所提供的技术方案，建立的风机轮毂与主轴连接螺栓有限元模型中，包含了风机轮毂与主轴连接螺栓载荷传递路径上的设备，所以载荷传递的路径比较完整，所以对风机轮毂与主轴之间连接螺栓的性能计算的也比较准确。CN109086465ACN109086465A权利要求书1/1页1.一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立风机轮毂与主轴连接螺栓载荷传递路径上设备的三维模型，并将该三维模型导入有限元软件，建立风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型；(2)设置风机轮毂与主轴连接螺栓有限元模型中各部件的属性和部件间的连接关系；(3)对风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型施加极限载荷，并在有限元分析软件中对所述有限元模型进行非线性求解，计算螺栓在极限工况下的拉应力，组合拧紧产生的剪切应力得到螺栓的等效应力，结合材料屈服强度及安全系数得到螺栓极限强度性能。2.根据权利要求1所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，所述风机轮毂与主轴连接螺栓载荷传递路径上的设备包括变桨轴承内圈、变桨轴承、变桨轴承外圈、变桨电机、轮毂、锁紧盘、主轴假体和轮毂与主轴之间的连接螺栓，其中轮毂与主轴之间通过两圈双头螺柱进行连接，两圈双头螺柱的内圈螺栓通过轮毂与主轴的盲孔连接，外圈螺栓通过轮毂、主轴与刹车盘进行连接。3.根据权利要求2所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型中，所述风机轮毂与主轴连接螺栓设置为梁单元，所述变桨轴承内圈、变桨轴承、变桨轴承外圈、锁紧盘、主轴假体、螺栓以及各部件之间垫片的材料均设置为钢，变桨电机、轮毂的材料均设为QT350。4.根据权利要求2所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型中，所述变桨轴承内圈和变桨轴承外圈之间，以及变桨电机齿轮的啮合部分均设置为通过Link10单元连接，通过设置关键字设置Link10单元受压力不受拉力。5.根据权利要求2所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型中，所述变桨电机的转动轴采用pipe16单元模拟，变桨电机转动轴与啮合齿之间的连接采用beam4单元模拟，变桨电机转动轴与变桨电机之间的连接采用pipe16单元模拟。6.根据权利要求2所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，两圈双头螺柱与轮毂之间设有垫片，在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型中，所述两圈双头螺柱的内圈螺栓和外圈螺栓均采用beam4单元进行模拟，垫片采用solid185实体单元划分，两圈双头螺柱与垫片之间以及两圈双头螺柱与盲孔之间均采用载荷伞连接。7.根据权利要求2所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，所述轮毂与主轴之间，以及主轴与锁紧盘之间设置为摩擦接触，其余部件之间设置为绑定接触。8.根据权利要求1所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型中，对主轴末端节点在三维坐标系中三个轴向的自由度进行位移约束。9.根据权利要求1所述的一种风机轮毂与主轴连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，在对在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型施加极限载荷时，首先建立叶根中心和变桨轴承内圈的约束方程，然后在叶根中心施加载荷，并将施加载荷后的在风机轮毂与主轴连接螺栓的有限元模型提交到有限元分析软件中进行计算。2CN109086465A说明书1/