刘永超，郭德瑞，李 帅，刘 杨

(中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院，北京100040)

0 引言

随着我国能源结构转型升级，绿色低碳型能源产业得到了大力推广。风电作为清洁电力，截至2019年底我国风电累计并网装机容量已超到2亿kW，全国风电平均利用率达到96%。因此，风电机组的持续安全运行，为能源结构转型提供了坚实的保障。

近年来，风电机组发生多起倒塔事故，对事故原因进行分析总结后发现，多数倒塔事故是由风电机组高强度螺栓断裂所导致的。风电机组属于大型装备，高强度螺栓是其重要的连接件，会直接影响风电机组的承载能力、使用寿命及安全性能[1]。因此，针对风电机组高强度螺栓进行全面的失效形式分析，对预防风电机组倒塔事故具有重要意义。

1 风电机组高强度螺栓的受力状况

大型风电机组关键部件的螺栓，如塔筒地脚螺栓、塔筒法兰螺栓、偏航系统用螺栓、主轴螺栓，以及叶片螺栓，均采用高强度螺栓；而关键部件之间的连接又均是采用圆形法兰上均布高强度螺栓的方式，且法兰上的螺栓布置地很密集，数量常接近甚至超过100个；此外，关键部件连接结合面之间一般无受力止口、剪切销等径向承载结构[2]。与此同时，风电机组还承受了复杂的荷载作用，如风荷载、覆冰荷载、地震荷载、温度应变荷载等。因此，根据使用环境不同，对上述关键部件的高强度螺栓分别进行受力分析，有利于了解螺栓的失效机理，提前预防螺栓断裂事件的发生。……