风电叶片螺栓安装预紧力研究

玻璃钢/复合材料 ›› 2016, Vol. 0 ›› Issue (8): 50-52.

风电叶片螺栓安装预紧力研究

吴胜军, 冯威, 苑斐琦, 韩涛

中国船舶重工集团公司第七二五研究所,洛阳双瑞风电叶片有限公司,洛阳471039

收稿日期:2016-02-18 出版日期:2016-08-28 发布日期:2016-08-28
作者简介:吴胜军(1979-),男,工程师,硕士,主要从事复合材料产品结构设计工作。

A STUDY ON ASSEMBLY PRE-TENSIONING FORCE OF WIND TURBINE BLADE

WU Sheng-jun, FENG Wei, YUAN Fei-qi, HAN Tao

Luoyang Ship Material Research Institute, Luoyang Sunrui Wind Turbine Blade Co., Ltd., Luoyang 471039, China

Received:2016-02-18 Online:2016-08-28 Published:2016-08-28

摘要/Abstract

摘要： 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。

关键词: 预紧力, 风电叶片, 叶根连接方式, 预紧力系数

Abstract: The root joint of wind turbine blade is the only and critical component to connect blade and hub. Therefore, the bolt pre-tensioning force should be applied when installation to keep blade and hub closely. The value of pre-tensioning force applied influences not only the bolt functions, but also the normal operation of blade. However, simulating the bolt pre-tensioning force with high accuracy is very difficult and complicated in FEA of bolt connection. This paper illuminates the theoretical calculation process and uses FEA method to simulate the bolt pre-tensioning force in ANSYS WORKBENCH. The results provide basis and direction for applying the pre-tensioning force.

Key words: pre-tensioning force, wind turbine blade, blade root connection, pre-tensioning force factor

中图分类号:

TB332

吴胜军, 冯威, 苑斐琦, 韩涛. 风电叶片螺栓安装预紧力研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2016, 0(8): 50-52.

WU Sheng-jun, FENG Wei, YUAN Fei-qi, HAN Tao. A STUDY ON ASSEMBLY PRE-TENSIONING FORCE OF WIND TURBINE BLADE[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2016, 0(8): 50-52.

参考文献

[1] Germanischer Lloyd. Guideline for the certification of wind turbines edition2010[Z]. Hamburg, 2010.
[2] 钟贤和, 赵萍, 贾森. 风电叶片联接结构常规强度校核方法[J]. 东方汽轮机, 2010 (2): 29-33.
[3] 郑永利, 王盼涛. 风电叶片叶根螺栓光杆直径对螺栓强度的影响[J]. 风能, 2011(2): 315.
[4] 欧阳玉香, 林能发, 靳交通, 等. 大型风电叶片根部连接螺栓静强度设计[J]. 机械工程与技术, 2013(2): 87-91.
[5] S.M. Habalia, I.A. Salehb.Local design, testing and manufacturing of small mixed airfoil wind turbine blades of glass fiber reinforced plastics.PartI:Design of the blade and root[J]. Energy Conversion & Management, 2000, 41: 249-280.
[6] 李成良, 陈淳. 风力机叶片的结构分析与铺层优化设计[J]. 玻璃钢/复合材料, 2009(06): 50-53.
[7] 陈绍杰, 申振华, 徐鹤山. 复合材料与风力机叶片[J]. 玻璃钢/复合材料, 2008(02): 42-46.
[8] 周坤, 刘美红. 法兰螺栓连接中螺栓预紧力的计算和控制方法分析[J]. 数字技术与机械加工工艺装备, 2010(8): 26-28.
[9] 陈真, 杜静, 何玉林, 等. 采用VDI2230的风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓强度分析[J]. 现代制造工程, 2011(5): 125-129.
[10] 高会焕. 纤维增强材料风机叶片发展概述[J]. 玻璃钢/复合材料, 2009(04): 104-108.
[11] 朱若燕, 李厚民. 高强度螺栓的预紧力及疲劳寿命[J]. 湖北工学院学报, 2004(3): 134-136.
[12] 李东海. 风机叶片根端连接的有限元分析[J]. 玻璃钢, 2010(04).
[13] 张晓明. 风力发电复合材料叶片的现状与未来[J]. 纤维复合材料, 2006, 60(2): 60-63.
[14] 吴胜军, 史俊虎, 裴鹏宇. 风电叶片叶根连接方式概述[J]. 玻璃钢/复合材料, 2014(07): 85-87.
[15] (美) Tony Burton等著. 武鑫等译. 风能技术[M]. 北京: 科学出版社, 2007.
[16] VDI2230: Systematic calculation of high duty bolted joints Joints with one cylindrical bolt-Part 1, 2003[Z]. Berlin: 2003.
[17] 李会勋, 胡迎春, 张建中. 利用ANSYS模拟螺栓预紧力的研究[J]. 山东科技大学学报(自然科学版), 2006, 25(1): 57-59.