1.一种风力发电机组变桨轴承连接螺栓极限强度计算方法,具体包括如下步骤:
步骤一:结构部件有限元建模;选取1/3轮毂结构、变桨轴承结构、叶片结构进行有限元建模,轮毂结构采用二阶四面体实体单元建模;采用六面体单元进行划分网格;采用只受压不受拉的GAP单元进行连接轴承内外圈模拟滚子特性;叶片采用大于直径1.5倍的六面体单元划分的假体模拟;部件连接,变桨轴承内圈与叶片之间、变桨轴承外圈与轮毂之间采用建立摩擦接触对进行模拟;螺栓建模,风力发电机组变桨连接螺栓采用的是高强普通螺栓,螺栓分两圈,分别用于连接变桨轴承外圈与轮毂结构、变桨轴承内圈和叶片结构;螺栓分为螺纹部分、螺杆部分、螺母部分三部分;螺栓建模采用多段梁单元进行建模,螺纹部分按几何长度均分4段,建立四个首尾相接梁单元,螺纹与螺杆过渡段4‑5cm建立两个梁单元,剩余螺杆部分均匀划分10段,建立10个梁单元;螺纹段采用应力截面积所对应的直径建模,螺杆段采用螺栓的公称直径建模;螺纹段每个梁单元上下均用直径5mm左右的梁单元与螺栓孔周围单元绑定,螺栓最上端与孔最上端螺孔绑定,模拟螺母拧紧;
步骤二:约束边界设置;约束1/3轮毂剖切面X、Y、Z方向的平动与转动自由度,约束变桨轴承内齿圈区域在叶根坐标系下的Z向转动约束;
步骤三:载荷边界设置;1/3轮毂与变桨轴承外圈、变桨轴承内圈与叶片之间均通过螺栓进行夹紧,在分析模型中,采用螺栓预紧力进行模拟,施加在螺杆中段节点单元上;在变桨连接螺栓结构的静强度分析中,载荷是通过叶根载荷实现的,在叶根坐标系的原点建立控制点,然后将控制点与叶片端面进行刚性连接,通过刚性传递载荷,在控制点上施加载荷;
步骤四:多载荷工况批处理;本模型中将控制点建成set,输出有限元模型作为基本Base文件,另通过Matlab程序建立各个载荷工况文件;这样每次计算提交各个载荷计算文件时,每个载荷工况文件自动调用有限元模型基本文件,实现多载荷工况批处理。