基于某风电机组运输工装螺栓有限元建模方法的对比分析

2021-01-22邵振威李有亮赵春雨

机械工程师 2021年1期

邵振威，李有亮，赵春雨

（明阳智慧能源集团股份公司，广东中山528437）

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螺栓连接是工程结构中较为普遍的一种连接方式，其具有结构简单、连接可靠、使用方便的特点。在风电装备制造零部件中，为了便于较快组装、拆卸、运输，风电主机运输工装结构多采用螺栓连接。在风电机组大部件运输过程中，由于受到路面及海面工况的影响，运输工装受力较为复杂，特别是海上运输时，极端天气较为恶劣，运输工装承载较大的载荷，因此螺栓连接的可靠性至关重要。

当前，对于复杂工况下螺栓的分析多借助于有限元分析方法，但有限元的精度与采用的模型密切相关，模型主要包括二维轴对称模型[1]、三维轴对称模型[2]、三维精确螺纹模型[3]及梁单元模型[4]。二维、三维模型能够较好地考虑到螺纹的受力情况，但在处理螺栓数量规模较大、螺栓种类不同时，建模效率较低，计算成本太高，因此找到一种满足计算精度要求、建模便捷及计算成本较低的螺栓有限元分析方法具有十分重要的意义。

本文采用ANSYS有限元软件建立螺栓的三维对称简化模型、无螺纹实体模型、梁单元节点耦合模型、梁单元模型，分别获得螺栓上的对应位置处的轴向应力，并对提取的轴向应力进行比较，分析以上几种模型方法的差别。