大型叶片实验台台面端工装设计(图)

　　实验台的几何模型如图2 所示，将钢板安装在钢筋混凝土实验台台面端，并由四边共80 个螺杆进行紧固。在钢板上安装环形法兰，用于固定叶片根端。法兰具体尺寸见图1(b) 法兰示意图。几何模型建立完成后，定义实验台各个部件的材料性能和单元类型，划分网格形成有限元分析模型( 图3)。

　　3.2 有限元分析
　　实验台各个部件之间相互接触，而且每个螺杆上施加了预紧力，因此实验台采用有预应力功能的非线性接触分析。首先对实验台有限元模型进行处理，在实验台各个部件：钢筋混凝土台、钢板、法兰以及螺杆的相互接触面上增加一层接触单元，并定义识别接触对及接触行为的类型，同时对每个螺杆单元定义预应力功能。对于5MW 实验台，每个螺杆的预应力为30 吨，与法兰连接的叶片根端产生的最大弯矩值为20,000kNm。因此在每个螺杆单元上设置30 吨的预应力，在环形法兰外侧施加20,000kNm的外力矩，实验台钢筋混凝土基底上施加全约束固定，进行实验台的有限元计算，求解螺杆和法兰内的应力应变及变形位移，从而对实验台所用的螺杆及法兰进行强度校核。

　　3.2.1 　螺杆应力。如图4 所示，螺杆两端出现应力集中现象，最大值为318.7MPa ， 最小值为189MPa。