轮毂的有限元分析约束条件

2016-08-24  by:CAE仿真在线  来源:互联网

轮毂的有限元分析约束条件

 为使整个接触过程有限元分析能顺利进行,需要消除模型的刚体位移,因此设轮毅对称面全约束,加载点RZ方向约束。分析所采用的坐标系为GL规范中的叶根坐标系,极限强度计算分2个工况进行。第一个工况施加螺栓预紧力,为简便计,螺栓预紧力设为螺栓屈服强度的70%,即0.7X940X561X80=29531040N,第二个工况锁定第一个工况的计算结果,然后施加极限载荷,本研究仅考虑111xyruax工况的载荷。

 疲劳强度计算使用的模型与极限强度计算模型一致,区别在于疲劳计算时考虑预紧力分散系数a的影响,依据VDI2230螺栓预紧力分散系数a,取1.20疲劳强度计算首先根据计算结果选取螺栓的热点位置,其次提取每个热点在每个载荷步下的应力值,建立载荷和应力增量之间的非线性关系,对于变桨轴承与轮毅的连接螺栓来说,叶根中心处x,y方向的水平力F1,F对螺栓的应力影响极小,故对螺栓的疲劳寿命亦影响极小,可不考虑,而叶根中心的弯矩是造成螺栓破坏的主要因素,因此主要计算疲劳损伤。施加的载荷分别为Mx=6000kNm和Mx=-6000kNm,载荷步数为2。所提取的部分热点的载荷和应力增量的关系如表4所示。根据表4,通过分段插值可得到该热点在不同载荷下的应力增量。在Blade里进行后处理,结合载荷与应力增量之间的非线性关系,可得到螺栓的应力时间序列。该应力时序经雨流计数即可得到m=4下的等效疲劳应力,如表5所示。疲劳计算需要确定螺栓的S-N曲线,根据GL规范的要求,确定螺栓疲劳等级DC为71,并求解螺栓S-N曲线的其他相关参数。

 变桨轴承与轮毅连接螺栓应保证二者的接触面不发生滑移,这也意味着接触面的最大摩擦力应大于实际的剪切力。接触面间的最大摩擦力Ff为式中螺栓的残余预紧力,螺栓所受到的总拉力。螺栓所受到的预紧力,螺栓工作拉力K。螺栓的相对刚度,此处取0.28,n螺栓的数量,接触面间的摩擦系数,此处-0.20螺栓的工作拉力F由轴向力F和倾覆力矩提供,对于圆周方向上的螺栓来说,每个螺栓的工作拉力并不相同,为保守计,此处以最大的螺栓工作拉力代替。


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