风力发电机塔筒连接系强度分析与试验研究

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1、学校代码10459学号或申请号Z2Q1320394密级邶州k%专业硕士学位论文风力发电机塔筒连接系强度分析与试验研究作者姓名安孟德导师姓名刘竹丽副教授专业学位名称工程领士培养院系机械工程学院完成时间2015年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成焉。对本文的研宂作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。日期：~yoi%年月>>曰学位论文使用授权

2、声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。曰期：年y月>曰AthesissubmittedtoZhengzhouUnive

3、rsityforthedegreeofMasterWindTurbineTowerConnectionStrengthAnalysisAndExperimentalResearchByMengdeAnSupervisor:Prof.ZhuliLiuMasterofEngineeringSchoolofMechanicalEngineeringMay,2015摘要摘要风能是一种安全、清洁、可再生的绿色能源，风能的利用不会产生污染环境、破坏生态的问题，对于经济的可持续发展具有重要的意义。在政策的大力扶持下，我国在风力发电方面已经

4、取得很大的进展。风能不管是总的装机容量还是新增的装机容量，在世界各国都保持着很快的增长。随着风电行业的迅速发展，近年来，风电行业发生了许多起风电塔筒倒塌的事故。经事后鉴定分析，造成倒塔原因除了强风造成载荷过大，大多还伴随着塔筒法兰连接螺栓强度不足、以及安装施工过程中高强螺栓紧固不当的问题等。本文对风力发电机塔筒法兰连接系进行了强度分析及现场实测研究。主要内容包括：（1）介绍了风电塔筒法兰螺栓紧固及控制预紧力方法，通用的高强螺栓预紧方法：转角拧紧法、扭矩预紧法、液压张拉预紧法，分析各方法的优缺点，从而为风机塔筒实际安装施工选取

5、合适的安装方法。（2）介绍超声波螺栓应力测试技术的基本理论，根据声弹性理论知识，推导出螺栓轴向应力与其自身伸长量的关系公式。声弹性理论技术提供了一种检测螺栓轴向紧固力的方法。（3）对新疆某风电场1.5MW风机塔筒受力进行理论分析计算，分析风机各工况下实际受力情况，对螺栓强度进行安全校核。（4）对风机塔筒法兰高强螺栓预紧力进行现场测试。介绍了BoltMikeⅢ超声波螺栓应力测试仪的使用方法及相关参数的选取与确定，通过对现场实际检测的数据分析，该数据能较好的反映风机塔筒法兰螺栓实际受载情况，对风机的安装具有很好的指导作用。（5）

6、建立风机塔筒法兰螺栓连接系的有限元模型，对法兰螺栓在暴风工况下的受力情况进行有限元分析，并对理论计算、现场实测及有限元分析结果进行对比分析。最后，对本项目研究的的内容及成果进行总结，展望了有待进一步深入研究的问题。为风机塔筒的法兰连接的设计、安装及风机运行提供参考。关键词：风机塔筒；法兰螺栓；预紧力；超声波应力测试IAbstractABSTRACTWindenergyisasafe,clean,renewablegreenenergy.Theuseofwindenergyhasimportantimplicationsfor

7、sustainableeconomicdevelopmentbecauseitdoesnotcausepollutionandecologicaldamagetotheenvironment.Underthestrongsupportofthepolicy,Chinahasmadegreatprogressonwindpower.Thewindpowerhasmaintainedafastgrowthallovertheworldwhetherthetotalinstalledcapacityorthenewinstalle

8、dcapacity.Withtherapiddevelopmentofwindpower,thewindpowerindustryhaveoccurredalotofwindtowercollapseincidentinrecentyears.Afteranalysisoftheaccid