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随着社会的进步,人们对生态环境的的要求越来越高,因此对可再生资源和干净能源的利用引起了全球各国的重视。风力发电作为目前的一种主要的新能源的利用方式,因此风力机已经得到了广泛的应用。由于风力机趋于大型化发展的趋势,风力机设计要求更高,对风力机的各个关键零部件的要求也变得更高。风力机中的螺栓连接结构是非常关键的部位,风力机连接螺栓使用的是高强度螺栓。高强度螺栓比普通螺栓在同等规格下,具有承受载荷大,受力性能好,耐疲劳等特点,因此能够广泛应用与风力机中。为了保证整个风力机组的可靠运行,需要对连接部位的高强度螺栓进行强度分析和疲劳寿命估算。论文基于力学理论,参照VDI2230高强度螺栓系统设计标准和德国船舶社(GL)风力机组认证规范,结合有限元软件ANSYS和疲劳分析软件nCode和Miner线性累积损伤理论,系统地研究了叶片根部与调桨轴承内圈连接的高强度螺栓的强度。论文主要研究内容如下:(1)针对2MW级风力机叶片根部与调桨轴承内圈连接的高强度螺栓进行了设计计算分析。考虑连接中的偏心夹紧和偏心加载情况,对连接模型进行简化,建立了单个叶根连接螺栓局部模型。参照VDI2230高强度螺栓设计标准结合详细结构尺寸对叶根连接螺栓进行了工程计算校核分析。主要包括确定螺栓名义直径、拧紧系数、所需最小夹紧力、螺栓与被连接件的柔度和螺栓预紧力等,校核螺栓在装配应力、工作应力、交变应力的强度。(2)叶片根部与调桨轴承内圈连接的高强度螺栓强度分析。利用ANSYS软件建立2MW级风力机组叶根螺栓连接有限元模型,对叶根螺栓进行静力分析,包括:对叶根连接结构局部模型和整体模型下的螺栓的应力应变进行对比分析;对8种典型极限工况下螺栓的应力应变结果进行对比分析;不同预紧力下螺栓的应力应变分析;螺栓组危险截面在不同螺栓位置的的应力应变分布分析;对危险螺栓处的螺栓连接进行安全校核。(3)叶片根部与调桨轴承内圈连接的高强度螺栓疲劳寿命分析。以静力分析为基础,运用nCode疲劳分析软件,结合疲劳累积损伤理论,对风力机叶根连接螺栓进行疲劳寿命分析和估算。