黄文杰

摘 要：本文描述了风力发电机组机舱弯头连接螺栓强度计算的有限元分析方法，主要内容包括有限元计算模型的简化处理思路、螺栓的建模方法、极限强度计算、疲劳强度计算以及后处理方法等。通过使用beam188单元进行螺栓的模拟，同时用link8以及beam4单元模拟螺栓的啮合关系，并选取多组不同角度受力状态下的载荷工况进行分析，校核螺栓的极限强度、疲劳强度以及有效啮合长度，从而分析出螺栓的安全性，为实际工程中的螺栓连接提供了一种更为精确可靠的计算方法。

关键词：有限元；螺栓连接；极限强度；疲劳强度

1 概述

对于半直驱式风力发电机组，其发电机外壳与机舱弯头一般是通过高强度螺栓进行周向连接的，机组正常运行时或处于停机状态时，在不同的风速作用下，连接螺栓每时每刻的受力情况几乎是不一样的，极端情况下，还需要考虑50年一遇的极大风速及台风模式下的受力情况。因此，为了保证机组在运行期间的安全性和可靠性，我们需要对连接螺栓进行极限强度、疲劳强度以及啮合长度进行分析，本文主要采用有限元的方法对螺栓强度进行校核。

2 模型描述

由于只分析连接螺栓的强度，所以对刚度影响不大的一些特征进行简化，如发电机外壳及弯头的螺栓孔、倒角、小凸台及穿线孔等。然后对简化后的几何模型进行网格划分，由于分析目标是连接螺栓，所以发电机外壳及弯头均在Workbench中采用低阶单元划分网格。……