[发明专利]一种风机叶片叶根预埋螺套及其设计方法

权利要求书

1.一种风机叶片叶根预埋螺套，包括叶根预埋螺套本体，其特征在于：所述叶根预埋螺套本体为锥形套结构，所述锥形套结构的小端为叶尖螺套端，并加工有内螺纹，其大端为叶根螺套端，与风机轴承相接触，所述锥形套结构的外壁加工有外齿，所述外齿由多段连续的圆弧组成，该多段连续的圆弧构成波浪纹型结构，用于增大与周围复合材料接触面积，提高叶根预埋螺套本体的抗拉拔力，所述锥形套结构的小端端部设有燕尾型开槽，能够使该端部的内壁壁厚逐渐减小，防止叶根预埋螺套本体叶尖螺套端周围的玻璃钢应力集中。

2.一种权利要求1所述的风机叶片叶根预埋螺套的设计方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)建立叶根预埋螺套本体三维模型，该叶根预埋螺套本体的外齿由多段连续的圆弧组成，该多段连续的圆弧构成波浪纹型结构，能够增大叶根预埋螺套本体与周围复合材料接触面积，提高抗拉拔力，该圆弧节圆半径为R，在叶根预埋螺套本体三维模型的外齿上模拟缠绕玻纤纱，通过迭代分析计算得到玻纤纱纱线抗拉拔力最大值所对应的R值；

2)通过有限元分析得出叶根预埋螺套本体的叶尖螺套端周围的玻璃钢的应力分布图，针对玻璃钢应力集中的问题，在叶尖螺套端内部设置燕尾型开槽，使叶尖螺套端内部的壁厚逐渐降低，使其局部刚度过渡平缓，进而使玻璃钢应力过渡均匀、平缓，提高叶根预埋螺套本体的抗拉拔性能；

3)通过有限元分析得出将叶根预埋螺套本体设计为锥形套结构，即增大叶根螺套端的直径，进而增大叶根螺套端端面与风机轴承的接触面积，使叶根螺栓载荷连接系数降低。

3.一种权利要求2所述的风机叶片叶根预埋螺套的设计方法，其特征在于，在步骤1)中，采用渐进失效理论分析方法进行迭代分析，具体步骤如下，

a)定义初始条件，建立叶根预埋螺套本体初始模型，定义初始圆弧半径R，在叶根预埋螺套本体三维模型的外齿上模拟缠绕玻纤纱，并施加边界约束条件和初始载荷；

b)有限元应力分析计算；

c)利用最大应力准则分析缠绕玻纤纱的应力，如果玻纤纱没有破坏，则继续增加外载荷，继续进行应力分析，直到玻纤纱线断裂为止，输出此时外载荷；

d)更改圆弧半径R值，重新进行步骤a)、b)、c)计算分析；通过以上循环迭代分析得到叶根预埋螺套本体与周围复合材料接触的抗拉拔力最大值所对应的R值。