為了驗(yàn)證風(fēng)電葉片是否具備承受極限載荷的能力,需要對(duì)葉片進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)。目前國(guó)內(nèi)外靜力加載試驗(yàn)普遍采用橫向牽引與垂直下拉的方式,出于對(duì)試驗(yàn)空間的考慮,室內(nèi)測(cè)試平臺(tái)多采用橫向牽引的方式。近幾年隨著葉片尺寸增大,靜力試驗(yàn)的加載載荷逐漸提高,對(duì)牽引支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出了更高的要求。在對(duì)不同型號(hào)的葉片進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)的過(guò)程中,支架滑輪因長(zhǎng)時(shí)間與鋼絲繩接觸會(huì)產(chǎn)生明顯的磨損,同時(shí)由于缺少關(guān)鍵零部件的表征力學(xué)特性數(shù)據(jù),往往依靠經(jīng)驗(yàn)對(duì)牽引支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),導(dǎo)致部分零部件因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足或過(guò)度出現(xiàn)彎曲、磨損、資源浪費(fèi)等現(xiàn)象。為解決這一問(wèn)題,本文首先對(duì)葉片靜力試驗(yàn)中鋼絲繩滑輪的卷繞過(guò)程進(jìn)行了深入研究,然后采用正交試驗(yàn)、動(dòng)力學(xué)仿真及有限元分析的方式實(shí)現(xiàn)了牽引支架的優(yōu)化設(shè)計(jì),具體研究成果如下:（1）針對(duì)支架滑輪與鋼絲繩之間磨損嚴(yán)重的問(wèn)題,提出了以滑輪表面所受壓應(yīng)力作為兩者磨損問(wèn)題的評(píng)價(jià)指標(biāo);針對(duì)鋼絲繩與滑輪的接觸問(wèn)題建立了兩者的接觸模型,并通過(guò)微元分析法及赫茲接觸理論推導(dǎo)出滑輪表面所受壓應(yīng)力的數(shù)學(xué)表達(dá)式;以應(yīng)力表達(dá)式為根據(jù),確定了影響鋼絲繩滑輪磨損問(wèn)題的主要因素,并對(duì)各因素的作用機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)分析。（2）根據(jù)葉... 

【文章來(lái)源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

葉片靜力試驗(yàn)垂直下拉方式

圖1-1 葉片靜力試驗(yàn)垂直下拉方式Fig. 1-1 Wind turbine blade static loading test verticalpull-down mode圖1-2 葉片加載試驗(yàn)橫向牽引方式Fig. 1-2 Wind turbine blade static loading test lateral traction mode近幾年，隨著風(fēng)電葉片制造技術(shù)的顯著提高，主流單支葉片長(zhǎng)度已從 40m 增長(zhǎng)至50m~70m，目前國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的玻纖葉片尺寸甚至達(dá)到 84 米[14]，隨著葉片尺寸的逐年增長(zhǎng)，葉片靜力試驗(yàn)所需要的加載載荷也隨著增大，因此對(duì)橫向牽引支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出了更高的設(shè)計(jì)要求。目前橫向牽引支架包括卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備、鋼絲繩、定滑輪、主體支架、行程塊部件、動(dòng)滑輪部件、鉸接頭、滑輪連接軸等零部件。由于缺少牽引支架的力學(xué)特性數(shù)據(jù)，往往依靠經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致鋼絲繩與滑輪之間磨損嚴(yán)重，部分零部件出現(xiàn)彎曲、壓潰等現(xiàn)象，降低了加載設(shè)備的使用壽命

山東理工大學(xué)碩士學(xué)術(shù)論文 第一章 緒論3圖1-3 鋼絲繩磨損情況 圖1-4 滑輪磨損情況Fig. 1-3 Wire rope wear Fig. 1-4 Pulley wear因此，本文旨在通過(guò)對(duì)鋼絲繩卷繞滑輪過(guò)程進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)整個(gè)橫向牽引支架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以滑輪表面壓應(yīng)力作為兩者磨損問(wèn)題的評(píng)價(jià)參數(shù)，通過(guò)微元分析法及赫茲接觸理論對(duì)鋼絲繩與滑輪的接觸進(jìn)行力學(xué)分析，獲得兩者磨損問(wèn)題的影響因素，之后進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)合動(dòng)力學(xué)仿真，獲得滑輪的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，減輕了鋼絲繩與滑輪的磨損問(wèn)題，提高了加載設(shè)備的使用壽命；通過(guò)對(duì)牽引支架整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，獲得各零部件的受力情況，利用 ANSYS 軟件對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行靜力學(xué)分析，根據(jù)求解結(jié)果，以輕量化、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定為目的對(duì)牽引支架關(guān)鍵零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)


本文編號(hào)：2950778