图1(a) 叶片根端连接图 图1(b) T型螺栓接头
表1 玻璃钢及42 CrMo钢的材料参数
参数 |
玻璃钢
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42 CrMo钢
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密度[kg/m3]
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1890
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7850
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轴向弹性模量EX[GPa]
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27
|
210
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径向弹性模量EY[GPa]
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5.5
|
—
|
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环向弹性模量EY[GPa]
|
11
|
—
|
|
剪切模量GXY[GPa]
|
1.3
|
—
|
|
剪切模量GYZ[GPa]
|
7
|
—
|
|
剪切模量GXZ[GPa]
|
1.3
|
—
|
|
泊松比NUXY [-]
|
0.3
|
0.3
|
|
泊松比NUYZ [-]
|
0.4
|
—
|
|
泊松比NUXZ [-]
|
0.3
|
—
|
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许用拉伸强度[MPa]
|
308
|
900
|
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许用压缩强度[MPa]
|
-247
|
-850
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2.2 载荷及边界条件
在变浆风力机组中，轴承插在每个叶片和轮毂之间，使叶片可以绕轴旋转或调节桨距。其中轴承的内环螺圈与叶片根端的T型螺栓接头连接,而外环螺圈固定到轮毂上[5]。同时为了使叶根的疲劳荷载影响减至最小，标准操作是给T型螺栓加上预紧力，对于1.5MW级变速变桨风力机，对其叶根的每个T型螺栓施加预紧力300 kN。
叶片在正常工作状态和故障情况下，会受到各种不同的风况影响。根据《风力发电机组第一部分 安全要求》（IEC61400-1）规范[6]，通过气动载荷计算等，到叶片根端处的极限叶根弯矩5360 kNm及轴向力250kN。
3 有限元分析
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