風(fēng)電機(jī)組螺栓的安全設(shè)計(jì)探討

前言
　　螺栓聯(lián)結(jié)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝配中的重要裝配方式，幾乎涉及到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所有部件。因此，螺栓的選用和強(qiáng)度校核是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可靠性的重要保證。
　　隨著我國風(fēng)電事業(yè)的跨越式發(fā)展，伴隨著風(fēng)力發(fā)電成本不斷下降，風(fēng)電機(jī)組的價(jià)格也越來越低，各大風(fēng)電設(shè)備總裝企業(yè)的價(jià)格戰(zhàn)已經(jīng)進(jìn)行到了白熱化階段。如何在降低成本的情況下，保證風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)量，成為各大風(fēng)電企業(yè)面臨的重要問題。螺栓作為風(fēng)電設(shè)備的重要聯(lián)結(jié)件，由于其各特性的不確定性，成為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)過程中降低成本的主要難點(diǎn)之一。
　　1.螺栓聯(lián)結(jié)現(xiàn)狀
　　現(xiàn)階段，我國風(fēng)電機(jī)組的螺栓失效問題已經(jīng)在聯(lián)結(jié)塔筒法蘭的高強(qiáng)度螺栓上有所體現(xiàn)。主要失效形式為：安裝麥搶帶發(fā)生滑絲、扭斷、屈服、甚至拉斷等現(xiàn)象；設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生螺栓斷裂，威脅機(jī)組運(yùn)行，嚴(yán)重者甚至造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組倒塌。
　　塔筒高強(qiáng)度螺栓出現(xiàn)這些問題的原因，除了螺栓本身的質(zhì)量不合格外，設(shè)計(jì)過程中的理論與經(jīng)驗(yàn)不足也不容忽視。
　　2.螺栓校核的主要方式
　　現(xiàn)階段，人們主要通過利用有限元軟件分析和科學(xué)計(jì)算兩種途徑來對螺栓的可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。
　　在運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行分析[1]的過程中，我們可以通過直接加載法、等效力法、等效應(yīng)變法和等效溫度法來實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的加載。但是這些加載方法或者不能傳遞剪應(yīng)力，或者不能模擬現(xiàn)實(shí)中螺栓與被聯(lián)結(jié)件的摩擦行為，且無法考慮螺母松動情況導(dǎo)致的預(yù)緊力損失。導(dǎo)致在實(shí)際的有限元模擬過程中，產(chǎn)生的螺栓應(yīng)力偏大，因此，一般不作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組螺栓結(jié)構(gòu)校核的手段。