变桨轴承连接螺栓有限元分析及试验验证

变桨轴承连接螺栓有限元分析及试验验证

论文摘要

变桨轴承是连接叶片和轮毂的转盘轴承,其寿命直接影响风机的可靠性。通常,变桨轴承的结构设计与优化采用有限元方法,其结果的准确性取决于连接螺栓等效模型的准确性。轴承与叶片和轮毂的连接通过两组百余个螺栓实现,若螺栓连接采用实体模型,则计算量巨大。为此,对螺栓等效模型进行研究,以便在轴承整体模型计算中高效准确得到螺栓组的分布应力。文中分别对采用实体模型、实体无螺纹模型和梁-耦合模型3种螺栓模型的轴承整体有限元模型进行了分析。并设计了载荷工况试验台,将试验结果与有限元结果进行对比分析。结果表明,梁-耦合模型的误差小于7%,在误差允许范围内,且计算效率大大提高,节省了约90%的时间。因此,采用梁-耦合模型能真实等效螺栓连接,为轴承的设计优化提供支撑。

论文目录

  • 1 连接螺栓有限元模型的建立
  •   1.1 螺栓模型建立
  •   1.2 预紧力施加
  • 2 连接螺栓组有限元分析
  •   2.1 原始有限元模型建立
  •   2.2 单元类型及材料属性设置
  •   2.3 接触对设置
  •   2.4 载荷边界条件施加
  • 3 连接螺栓组试验分析
  •   3.1 试验装置
  •     3.1.1 试验对象
  •     3.1.2 试验设备
  •   3.2 试验流程
  •     3.2.1 载荷施加方式
  •     3.2.2 螺栓预紧转矩确定
  •   3.3 数据处理
  •     3.3.1 数据采集流程
  •     3.3.2 螺栓应力计算原理
  • 4 结果分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 董惠敏,姚文龙,王德伦,郭玉飞

    关键词: 变桨轴承,连接螺栓,有限元方法,梁耦合模型,试验验证

    来源: 机械设计 2019年S1期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 机械工业

    单位: 大连理工大学数字化设计研究所,瓦房店轴承集团有限责任公司

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51375065)

    分类号: TH45

    DOI: 10.13841/j.cnki.jxsj.2019.s1.005

    页码: 21-25

    总页数: 5

    文件大小: 1169K

    下载量: 131

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