[发明专利]一种法兰连接螺栓疲劳强度的校核方法

摘要

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种法兰连接螺栓疲劳强度的校核方法，是针对现有技术的不足，提出了一种法兰连接螺栓疲劳强度的校核方法。该方法不仅适用风电塔架法兰的连接螺栓，也适用于任意的法兰螺栓连接结构，计算更精确。其特征在于：它包括生成求解文件、得到每个螺栓所受应力与六个载荷分量间的关系式、计算螺栓疲劳损伤。本发明除了可以对风机塔筒法兰连接螺栓进行计算外，可以对任意结构形式的法兰连接螺栓进行计算，适用范围很广。本发明考虑了所有载荷分量对螺栓疲劳寿命的影响，所取得的螺栓所受应力和载荷之间的关系更准确。本发明理论原理清晰，过程简单，便于实施，计算结果精度更高。

主权项

1.一种法兰连接螺栓疲劳强度的校核方法，包括如下步骤：步骤一：将法兰连接结构的装配体在Hypermesh软件中进行处理，建立有限元建模，其中与法兰连接的塔筒假体(6)且长度不小于法兰外径的两倍，上法兰(4)和下法兰(5)间设置为摩擦接触关系，高强垫圈(3)与上法兰(4)之间和高强垫圈(3)与下法兰(5)之间均设置为摩擦接触关系，高强垫圈(3)与螺栓(2)的螺母(1)之间和高强垫圈与螺栓(2)的螺帽之间采用绑定接触方式进行连接，下法兰(5)一侧的塔筒假体(6)设置固定边界约束条件，上法兰(4)一侧的塔筒假体(6)设置MPC约束，在上、下法兰结合面中心分别施加F_x、F_y、F_z、M_x、M_y、M_z的单位载荷，生成六个求解文件，所施加的单位载荷的单位与法兰结合面中心的时序载荷的单位一致；步骤二：将求解文件提交Abaqus进行计算，对螺栓(2)进行编号，并提取每个载荷分量下各个螺栓(2)的应力，根据同一个螺栓(2)在六个载荷分量下各自的应力结果，写出每个螺栓(2)所受应力与六个载荷分量间的关系式；步骤三：在Bladed软件中将上法兰(4)和下法兰(5)结合面中心的时序载荷代入步骤二中螺栓(2)所受应力与的六个载荷分量间的关系式，得出每个螺栓(2)所受应力与时间之间的关系，然后采用Bladed软件进行雨流计数和损伤累积计算，得到每个螺栓的疲劳损伤。