一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法与流程

本发明涉及风电叶片，尤其涉及一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法。

背景技术：

1、风电叶片作为风力发电机组的核心部件之一，其工况复杂、工作载荷大，设计上要求达到安全运行二十年的使用寿命要求。叶片根部连接强度不足而导致风电机组运行事故是一种常见的故障模式，叶片与主机的连接强度对整机的安全性和可靠性具有至关重要的作用。为了保证叶根连接的可靠性，就需要对柱头螺母下玻璃钢抗压静强度进行校核评估。

2、但是现有技术中没有能够对玻璃钢抗压静强度进行快速精准校核的方法。因此，亟需一种能够对风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度进行快速精准校核的方法。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法。

2、一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，包括以下步骤：获取叶根连接参数，根据所述叶根连接参数计算得到柱头螺母与玻璃钢的接触面积；根据所述叶根连接参数，获取叶根螺栓名义预紧力，并计算得到叶根螺栓的最大预紧力；根据所述叶根连接参数计算得到所述玻璃钢的等效假体载荷，并采用有限元计算得到最大载荷比；根据所述最大预紧力、最大载荷比及接触面积，计算得到玻璃钢极限挤压应力；获取玻璃钢抗压强度，结合所述极限挤压应力与玻璃钢抗压强度，计算得到玻璃钢的抗压强度安全系数；根据所述抗压强度安全系数对所述玻璃钢抗压强度进行校核。

3、在其中一个实施例中，所述叶根连接参数包括柱头螺母高度、柱头螺母孔直径、叶根轴向孔直径、叶根合弯矩、螺栓数量、叶根螺栓名义预紧力、拧紧系数、最大载荷比、叶根节圆直径、叶根轴向力和玻璃钢抗压强度。

4、在其中一个实施例中，所述获取叶根连接参数，根据所述叶根连接参数计算得到柱头螺母与玻璃钢的接触面积，包括：获取所述柱头螺母高度、柱头螺母孔直径和叶根轴向孔直径，并计算得到柱头螺母与玻璃钢的接触面积，公式为：

5、s＝h*d1-d22π/4

6、式中，h为柱头螺母高度，d1为柱头螺母孔直径，d2为叶根轴向孔直径，s为柱头螺母与玻璃钢的接触面积。

7、在其中一个实施例中，所述根据所述叶根连接参数，获取叶根螺栓名义预紧力，并计算得到所述叶根螺栓的最大预紧力，包括：获取所述叶根螺栓名义预紧力和拧紧系数，并根据所述叶根螺栓名义预紧力和拧紧系数，计算得到叶根螺栓的最大预紧力，公式为：

8、

9、式中，f为叶根螺栓名义预紧力，α为拧紧系数，fa为最大预紧力。

10、在其中一个实施例中，所述根据所述叶根连接参数计算得到所述玻璃钢的等效假体载荷，具体包括：获取所述最大预紧力、叶根合弯距、叶根轴向力、叶根节圆直径和螺栓数量，并计算得到玻璃钢的等效假体载荷为：

11、

12、式中，mxy为叶根合弯距，n为螺栓数量，d为叶根节圆直径，fz为叶根轴向力，fb为等效假体载荷。

13、在其中一个实施例中，所述根据所述最大预紧力、最大载荷比及接触面积，计算得到玻璃钢极限挤压应力，具体包括：根据所述接触面积、最大预紧力、最大载荷比、等效假体载荷和玻璃钢抗压强度，计算得到玻璃钢极限挤压应力，公式为：

14、

15、式中，σ为玻璃钢极限挤压应力，fa为最大预紧力，fb为等效假体载荷，为最大载荷比，s为接触面积。

16、在其中一个实施例中，所述获取玻璃钢抗压强度，结合所述玻璃钢极限挤压应力与玻璃钢抗压强度，计算得到玻璃钢的抗压强度安全系数，包括：获取所述玻璃钢抗压强度，结合所述玻璃钢极限挤压应力，计算得到玻璃钢的抗压强度安全系数，公式为：

17、sg＝σ/sc

18、式中，sc为玻璃钢抗压强度，sg为玻璃钢的抗压强度安全系数。

19、在其中一个实施例中，所述根据所述抗压强度安全系数对所述玻璃钢抗压强度进行校核，具体包括：在所述抗压强度安全系数大于或等于1时，表示玻璃钢的抗压强度满足设计要求；在所述抗压强度安全系数小于1时，表示玻璃钢的抗压强度不满足设计要求。

20、相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：获取叶根连接参数，计算得到柱头螺母与玻璃钢的接触面积，根据叶根连接参数，获取叶根螺栓名义预紧力，并计算得到叶根螺栓的最大预紧力，根据叶根连接参数计算得到玻璃钢的等效假体载荷，并采用有限元计算得到最大载荷比，根据计算出的接触面积、最大预紧力及最大载荷比，计算得到玻璃钢极限挤压应力，通过叶根连接参数得到设计的玻璃钢抗压强度，结合极限挤压应力，计算得到玻璃钢的抗压强度安全系数，根据抗压强度安全系数对玻璃钢抗压强度进行校核，通过上述方式能够对玻璃钢抗压强度的快速校核，且校核结果较为精准。

技术特征：

1.一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述叶根连接参数包括柱头螺母高度、柱头螺母孔直径、叶根轴向孔直径、叶根合弯矩、螺栓数量、叶根螺栓名义预紧力、拧紧系数、最大载荷比、叶根节圆直径、叶根轴向力和玻璃钢抗压强度。

3.根据权利要求2所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述获取叶根连接参数，根据所述叶根连接参数计算得到柱头螺母与玻璃钢的接触面积，包括：

4.根据权利要求3所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述根据所述叶根连接参数，获取叶根螺栓名义预紧力，并计算得到所述叶根螺栓的最大预紧力，包括：

5.根据权利要求4所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述根据所述叶根连接参数计算得到所述玻璃钢的等效假体载荷，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述根据所述最大预紧力、最大载荷比及接触面积，计算得到玻璃钢极限挤压应力，具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述获取玻璃钢抗压强度，结合所述玻璃钢极限挤压应力与玻璃钢抗压强度，计算得到玻璃钢的抗压强度安全系数，包括：

8.根据权利要求1所述的一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，其特征在于，所述根据所述抗压强度安全系数对所述玻璃钢抗压强度进行校核，具体包括：

技术总结
本发明提供一种风电叶片叶根柱头螺母下玻璃钢抗压强度校核方法，包括：获取叶根连接参数，根据所述叶根连接参数计算得到柱头螺母与玻璃钢的接触面积；根据所述叶根连接参数，获取叶根螺栓名义预紧力，并计算得到叶根螺栓的最大预紧力；根据所述叶根连接参数计算得到所述玻璃钢的等效假体载荷，并采用有限元计算得到最大载荷比；根据所述最大预紧力、最大载荷比及接触面积，计算得到玻璃钢极限挤压应力；获取玻璃钢抗压强度，结合所述玻璃钢极限挤压应力与玻璃钢抗压强度，计算得到玻璃钢的抗压强度安全系数；根据所述抗压强度安全系数对所述玻璃钢抗压强度进行校核。本发明能够对玻璃钢抗压强度进行快速校核，且校核结果较为精准。

技术研发人员：王振刚,蒋传鸿,李晓,唐雪,谷端,汪建,袁德宣,陈千婷,冯钦
受保护的技术使用者：吉林重通成飞新材料股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16