【正文】 , 12NniinNa u i nNN ??? ? ??? ?? (22) 122s i n ( ) , 1 , , 12NniinNb u i nNN ??? ? ??? ?? （ 23） 2 11 c o s ( )NNiia u iN ??? ? (24) 2 0Nb? (25) 將（ 21)代入方差 ? 的代數(shù)式，可以得到： 2212 2 2 2 21111( ) ( )2 NNNi n ninu u a b aN????? ? ? ? ??? (26) 其中功率譜密度函數(shù) ()PSDf 的方差為： 20()PSD f df? ??? （ 27） 式中： f 是頻率，離散化積分式 (27)，給定頻率位于 1Tlowf ? 和 2()N Thf ? 之間，得到： 221 ( ) , 2N nnnn nP S D f f f T?? ??? ? ? ?? (28) 比較方程 (27)和方程 (28)，可以看出功率譜密度函數(shù) ()PSDf 可以計算為： 2 2 2 21( ) ( ) ( )22n n n n nTPSD f a b a bf? ? ? ?? (29) 對于已測得的時間歷程 1,Nuu??? ，都可以通過方程 (23)、方程 (24)和方程 (29)來確定功率譜密度和傅里葉系數(shù)函數(shù)。 4. 將理論計算得到的數(shù)據(jù)與風(fēng)場試驗測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，驗證理論計算的數(shù)據(jù)的合理性。將此風(fēng)文件加載到 風(fēng)力機(jī)葉片模型上可得到一系列載荷數(shù)據(jù)，經(jīng)處理得到各截面及各個方向上的載荷曲線及數(shù)據(jù)列表。為了解決螺紋牙上的載荷分布不均問題，提高螺栓聯(lián)接疲勞強(qiáng)度主要通過以下方法[13]：變徑螺紋副，把螺紋牙根到中徑的距離進(jìn)行改變，以確保各個螺紋牙受力基本趨于一致，對螺母結(jié)構(gòu) 進(jìn)行改動優(yōu)化，譬如采用懸置螺母、內(nèi)斜螺母和環(huán)槽螺母等，以減小螺栓旋合段本來受力比較大的幾圈螺紋牙的受力面。 [9]葉根螺栓聯(lián)接 及螺栓 疲勞斷裂 如圖 1 13 所示： 圖 12 葉根螺栓聯(lián)接 圖 13 葉根螺栓斷裂 單就螺栓聯(lián)接技術(shù)而言是一門成熟的技術(shù)，但對應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組這一典型的疲勞機(jī)的螺栓聯(lián)接分析研究目前還比較少。風(fēng)輪葉片的受力情況是非常的復(fù)雜的，一般可以分為風(fēng)壓力和離心力。盡管中國已經(jīng)有一套比較健全的風(fēng)機(jī)制造供應(yīng)鏈，包括幾乎所有主要部件的制造生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，但是中國某些關(guān)鍵零部件還依賴進(jìn)口，同時中國也缺乏完善的輔助服務(wù)體系，例如認(rèn)證機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)研發(fā)。 [5]20xx 年中國風(fēng)電的主要大事：風(fēng)電實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電量較大增長，國網(wǎng)轄區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)達(dá)到 2826 萬千瓦；海上風(fēng)電項目開始起航，東海大橋風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電；單機(jī)容量不斷增大，華銳 5 兆瓦風(fēng)電機(jī)組正式出產(chǎn)等。 [7]在全球排名前列的風(fēng)機(jī)制造商中，德國的企業(yè)不容忽視，他們以其精良的制造技術(shù)在世界市場上占有一席之地，德國的 ENERCON 是目前德國最后的風(fēng)機(jī)制造企業(yè)，市場主要在德國本土，占市場份額 60%。有人把風(fēng)電的發(fā)展規(guī)劃為 3 步曲，陸上風(fēng)電技術(shù)（當(dāng)前技術(shù)）一近海風(fēng)電技術(shù)（正研發(fā)技術(shù)）一海上風(fēng)電技術(shù)（未來發(fā)展方向）。 20xx 年新增裝機(jī)容量相當(dāng)于 430TWh 年發(fā)電量，占全球總發(fā)電量 %，總量超過世界第六大經(jīng)濟(jì)體 —— 英國 [3] 。s accuracy, reliability. Based on the plexity of leaf root load, root and leaf bolt connection in the actual operation of the process failed, On the wind power generator leaf connecting bolt failure classification, The blade root bolt fracture Characteristic Analysis and information analysis and research, In the understanding of the causes of the failure of foundation bolt, Mention to design a small taper type high strength bolt, in order to reduce the threaded engagement of the first thread root stress concentration, improve the reliability of the coupling leaf root. Last, the design model of bolt and the original bolt finite element analysis and parison, validation of the rationality, reliability of bolt. Keywords: Load, Charactristics, Connection of Blade’s root； Highstrength bolt； Little tapered thread 目 錄 摘 要 ............................................................... I Abstract ............................................................. V 目 錄 ............................................................. VII 1 緒論 ................................................................ 1 課題來源 ..................................................................1 研究背景 ..................................................................1 國外風(fēng)電技術(shù)研究及發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................2 國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................3 葉片載荷計算 ..............................................................4 葉根聯(lián)接研究現(xiàn)狀及存在問題 ................................................4 技術(shù)路線及主要內(nèi)容 ........................................................6 技術(shù)路線 ..............................................................6 主要內(nèi)容 ..............................................................7 2 風(fēng)特性與風(fēng)模型的建立 ................................................. 8 風(fēng)的模擬 [17][18] .............................................................8 空 間某一點的風(fēng)的模擬 ..................................................8 三維風(fēng)模擬的理論 .....................................................10 湍流風(fēng)模擬器 .............................................................13 仿真風(fēng)模型 ...............................................................14 本章小結(jié) .................................................................16 3 葉片載荷計算及分布研究 ............................................... 17 葉片坐標(biāo)系的確定 .........................................................17 葉片載荷分類及主要載荷確定 ...............................................17 風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片載荷的計算 .................................................19 GH Bladed 軟件介紹 [33] .................................................19 影響葉片載荷的風(fēng)模型及工況 ...........................................20 風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片建模 .......................................................21 加載風(fēng)工況 ...............................................................22 模擬輸出載荷譜分析 .......................................................23 正常工況下載荷譜分析 .................................................23 極端風(fēng)況下載荷譜分析 .................................................25 本章小結(jié) .................................................................27 .................................................... 29 試驗方案 .................................................................29 各工況應(yīng)變測試點布置及載荷的加 載 .........................................29 各工況應(yīng)變測試點布置 .................................................29 各工況載荷的加載 .....................................................31 各工況試驗數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行對比分析 .......................................32 結(jié)果及理論數(shù)據(jù)對比 ...................................................32 試驗實測應(yīng)變曲線與仿真應(yīng)變曲線比較分析 ...............................33 對比分析結(jié)論 .............................................................37 本章小結(jié) .................................................................38 5 葉根聯(lián)接失效及新型螺栓設(shè)計 ........................................... 39 高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接失效類型及特征分析 .........................................39 高強(qiáng)度螺栓的脆性斷裂失效 .....