当前位置: 首页 > 学术论文 > 风能 > 正文

风电机座焊接残余应力的试验研究及数值模拟预测

关注热度:68   来源:新能源学术论文  作者:沈玉龙
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:随着煤炭石油等不可再生传统能源渐渐匮乏,风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视,我国新能源战略也开始把大力发展风电做为重点,从而推进了大型风电基地的建设。大型风力发电机特别是兆瓦级风力发电机的出现,对发电机构件的强度要求越来越高,其中焊缝的质量直接影响着构件的强度。因此,有必要研究构件中焊接残余应力的分布规律和应力大小,从而采取相应的对策,以减小或消除构件中的焊接残余应力。 为了掌握大型风力发电机机座焊缝焊接残余应力的具体分布情况,本文用盲孔法对风力发电机机座的三处焊缝进行测试,分别是机座圆筒体焊缝(焊缝1)、端板拼接焊(焊缝2)和端板与圆筒体焊缝(焊缝3),贴片打孔后得到各测试点的应变值,再通过相关的力学公式求得这些点的应力值。 然后,运用MSC.Marc软件的焊接分析模块,通过焊接热源的选取分析、焊接材料在各个温度下的力学性能分析、焊料传热分析、边界条件分析和收敛判据的设定等等,对机座多道焊焊接接头进行了有限元模拟分析,得到了焊接温度场、焊接变形量和焊后残余应力的分布状态。 最后,把基于盲孔法测得的焊接残余应力值和数值模拟得到的计算结果进行对比分析,还比较讨论了机座热处理前后的残余应力。结果发现机座焊缝中心处的应力值较大,且为正值,随着远离焊缝中心,应力值逐渐降低,最后趋于零,焊缝3比焊缝1应力值波动明显。有限元计算结果与试验结果具有较好的重合性,可作为风力发电机中焊接结构的设计参考。机座进行退火后,应力消除效果较好,满足工程需求。
【关键词】:风力发电机机座 焊接残余应力 多道焊 有限元模拟 盲孔法
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG404
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-7
  • 符号术语表7-11
  • 第1章 绪论11-16
  • 1.1 本课题的研究背景及意义11-12
  • 1.2 风电技术的国内外发展现状12-14
  • 1.2.1 风力发电技术发展简介12-13
  • 1.2.2 风力发电机机座的研究状况13-14
  • 1.3 焊接残余应力的测量方法14-15
  • 1.4 本课题研究的主要内容15-16
  • 第2章 风电机座焊接残余应力的实验测定16-26
  • 2.1 焊接残余应力的测量原理16-18
  • 2.2 试验测试方案18-24
  • 2.3 试验结果24-25
  • 2.4 本章小结25-26
  • 第3章 风电机座焊接残余应力的数值模拟26-42
  • 3.1 基本控制方程26-30
  • 3.1.1 热传导问题的基本控制方程26-27
  • 3.1.2 热传导问题的有限元描述27-28
  • 3.1.3 热应力问题的有限元描述28-29
  • 3.1.4 弹塑性有限元方程的基本解法29-30
  • 3.2 焊接模拟的建模方法30-41
  • 3.2.1 求解计算过程30
  • 3.2.2 焊接材料的属性30-32
  • 3.2.3 焊接热源模型32-34
  • 3.2.4 焊接技术要求34-35
  • 3.2.5 有限元模型35-36
  • 3.2.6 焊接路径的定义与焊缝材料的填充36-37
  • 3.2.7 焊接边界条件的设置37-39
  • 3.2.8 工况的定义39-41
  • 3.3 本章小结41-42
  • 第4章 数值模拟结果及试验结果对比分析42-51
  • 4.1 焊接温度场模拟结果42-44
  • 4.2 模型焊接后的变形情况44-46
  • 4.3 模型焊接后的残余应力情况46-47
  • 4.4 分析与对比47-50
  • 4.5 风电机座焊缝设计建议50-51
  • 总结与展望51-53
  • 全文总结51-52
  • 工作展望52-53
  • 参考文献53-56
  • 致谢56-57
  • 附录(攻读学位期间发表的学术论文及获奖情况)57


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

关于焊接残余应力消除原理的探讨    王者昌

低碳钢管道焊接残余应力有限元分析    董俊慧,霍立兴,张玉凤

局部低温热处理消除焊接残余应力方法研究    赵维义,刘烈全

非破坏性测量焊接残余应力方法的应用现状    陈芙蓉,霍立兴,张玉凤

一种新的焊接残余应力测量方法    张艳梅,王宝,张汉谦

水轮机转轮叶片焊接残余应力分析    杨其良

大型电机转子焊接残余应力的数值分析    任维佳,吴爱萍,赵海燕,邹贵生

焊接残余应力形成机制与消除原理若干问题的讨论    汪建华,陆皓

焊接残余应力数值模拟的研究与发展    周建新;李栋才;徐宏伟;

压力容器中焊接残余应力的消除对策    陈晓冬

焊接残余应力的控制与消除    孙先锋;何志涛;秦力;张铁华;李宇千;税昱;

圆筒容器焊接残余应力消除方法的研究    黎赣;贾晓亮;周俊明;张亦良;

焊接残余应力水平和消应力处理效果判别标准探讨    丁克勤;臧弋心;王洪柱;王振山;

焊接残余应力分布随试样尺寸变化规律研究    杨振超;鲍蕊;

爆炸消除焊接残余应力在大型工程建设项目上的应用    谭胜禹;刘贵清;

钢结构焊接残余应力有限元分析    田旺生;李黎霞;杨明旺;

焊接残余应力有限元分析技术研究    孙英学;

平板对接焊接残余应力和变形数值模拟及试验验证    刘维;丁文斌;孙昕辉;杨帆;张海;李惠;

焊接残余应力对构件的影响及控制措施    章正茂;

预置应力对焊接残余应力峰值的影响研究    陈祖福;田晓虎;

武钢爆炸法消除焊接残余应力技术取得突破    雷正刚 李荣峰

重大工程显威    雷正刚;李荣锋

超声消除应力技术通过鉴定    记者 夏纪福

水轮机转轮焊接残余应力调控措施的虚拟优化    姬书得

球管焊接数值模拟及焊接残余应力影响因素研究    袁志军

同一截面焊接结构完整性理论与试验研究    李永正

921A钢焊接残余应力的数值模拟与测量    李德成

交变载荷下厚板表面焊接残余应力的松弛研究    罗白璐

超声冲击对焊接残余应力影响的数值模拟    李铁生

钢结构自熔焊焊接残余应力数值模拟研究    梁君亮

焊接残余应力对梁柱节点抗震性能的影响    安俊伟

焊接残余应力的数值模拟及控制消除研究    赵锐

基于温度和应力场的焊接残余应力数值分析    程书力

大型滑履磨机焊接残余应力测试试验研究    施连章

焊接残余应力和残余变形分析的建模技术研究    刘晓雪

起重机金属结构焊接残余应力理论分析与试验研究    仉传兴

 
关键词: 风力发电机机座

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言