塔架强度校核2

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1、3MW塔架强度校核一、塔架总体参数：见图纸二、机组载荷分析暴风51m/s时，风向横向吹，风机停车工况载荷载荷计算按blade软件提供的载荷进行。根据报告可知：对应各段法兰接合面的最大弯矩MXY如下：第一节底部:95382KNM第一节顶部:77236KNM第二节顶部:56819KNM第三节顶部:32762KNM第四节顶部:9780KNM第一部分：塔壁强度校核（一）受力分析1、如图剪力Q=P风阻弯矩：Mxy扭矩Mn压力P=机舱全重+风轮全重+分析截面上部分自重，2、工作应力:为复杂应力状态A：弯曲应力σw=Mxy/WB：剪应力：由二部分组成，一是纯剪力Q产生的，

2、另一个是纯扭矩Mn产生的，最大时为二者的迭加，即τ=τ1+τ2=2Q/A环+Mn/WnC:压应力σ=P/A环综合：最大剪应力为τmax=τ1+τ2，发生位置为4；最大压应力为σmax=σ+σw发生位置为1。综合上述应用第四强度理论：22当量应力σdl=σ+3τ≤[σ]由于以上应力最大时不同时发生在相同位置，因此计算时按不同工况及部位进行简化。对于筒壁这里以弯矩Mxy引起的应力σw进行筒壁最大安全抗弯能力计算，以简化计算，计算公式：Mmax=W弯[σ]π3⎛d4⎞π3⎛D−2e4⎞这里：W弯为塔筒抗弯截面模量，D⎜1−()⎟=D⎜1−()⎟，D为32⎝D⎠32

3、⎝D⎠塔筒外径，e为塔架壁厚，[σ]为塔壁材料的安全许用应力,等于σs/n,n为安全系数。安全系数的选取：根据通用机械手册关于安全系数选择的要求，考虑塔筒工作的条件，1如高低温、静载、周期与极端载荷交互影响，材料结构焊接，底部开门等影响和其严格的安全要求，及以上公式简化，故取安全系数n=3~4,计算中取3.5,由于塔筒材料选用Q345D，可知其σs=500MPa=500(N/mm2),[σ]=143(N/mm2)进行计算。（二）各截面最大安全抗弯能力计算结果（只考虑弯矩单一影响）塔架塔筒安全抗弯能力计算安全系数取3.5时壁塔壁塔筒塔筒最部位塔筒塔筒塔筒直径塔

4、筒抗厚面积许大用应许用弯外径内径中径比弯模量力矩6294969415601992643底部450045441044550.981431.54105601761909406885304底段顶450040442044600.981436651中段14554348191479689138430034423242660.98143顶8.16215中段22901425593842365991358026352835540.99143顶8.563941420010651014152309顶部303015300030150.991436.5751对比如下：载荷报告最大工作

5、弯矩以上理论计算安全弯矩第一节底部:95382KNM99264KNM第一节顶部:77236KNM88530KNM第二节顶部:56819KNM68913KNM第三节顶部:32762KNM36599KNM第四节顶部:9780KNM15230KNM结论：根据以上五个截面分析可以得出结论：此工况时塔架壁厚能够满足强度要求。第二部分：螺栓安全保证弯矩计算结构一定，螺栓规格及强度等级确定后，最大安全抗弯能力就一定。下面用二种方法分别进行分析。1、等效平衡法：螺栓数量z，所在圆直径rl，塔壁中径rt,塔壁环形截面积Ft=2πrte二螺栓间塔壁面积Fb=Ft/z塔筒截面的惯

6、性矩为：Jp=π（D4-d4）/64二螺栓间塔壁承受力近似计算为：Pt=MWYFb/JpMW—为弯矩，MW就是上面提供的Mxy，即工作弯矩；Y—为夹壁距中性轴距离，取Y=rt因此Pt对中性轴的力矩：Mt=Ptrt为计算方便，现设定为平衡该力，必须首先提供相同的相反力矩，这一力矩完全由对应螺栓2提供，因此螺栓受到的拉力为：Pl=Mt/rl以无限寿命设计，则将此值作为最小预紧力，再确定一个螺栓承受最大外载荷的比例，选取50%，则计算的螺栓载荷为：P=1.5Plπ2令P=1.5Pl=Pmax=[σ]Fl=d1σs,此时MW达到最大安全工作弯矩。4n[σ]FrJll

7、p即为最大安全抗弯力矩是：Mmax=Mw=21.5rFtbσs螺栓材料强度,12.9级时取110Kg/mm2n安全系数（应力集中系数），,对于轧制螺栓取2.6；d1螺栓螺纹根部直径根据以上公式计算的各法兰螺栓安全抗弯能力如下：塔架螺栓安全抗弯能力计算螺螺栓塔塔塔螺螺螺栓塔筒直所筒壁筒筒塔壁栓栓栓许抗螺栓最大部位径在外厚内中面积数小面用弯模许用弯矩比圆径径径量径积应量直力径169415底法45444440.629442937.1034316014.45288090兰外005105598920180634169415底法45444440.629441237.10

8、34316014.43577910兰内0051055