大型葉片實(shí)驗(yàn)臺臺面端工裝設(shè)計(圖)

　　實(shí)驗(yàn)臺的幾何模型如圖2 所示，將鋼板安裝在鋼筋混凝土實(shí)驗(yàn)臺臺面端，并由四邊共80 個螺桿進(jìn)行緊固。在鋼板上安裝環(huán)形法蘭，用于固定葉片根端。法蘭具體尺寸見圖1(b) 法蘭示意圖。幾何模型建立完成后，定義實(shí)驗(yàn)臺各個部件的材料性能和單元類型，劃分網(wǎng)格形成有限元分析模型( 圖3)。

　　3.2 有限元分析
　　實(shí)驗(yàn)臺各個部件之間相互接觸，而且每個螺桿上施加了預(yù)緊力，因此實(shí)驗(yàn)臺采用有預(yù)應(yīng)力功能的非線性接觸分析。首先對實(shí)驗(yàn)臺有限元模型進(jìn)行處理，在實(shí)驗(yàn)臺各個部件：鋼筋混凝土臺、鋼板、法蘭以及螺桿的相互接觸面上增加一層接觸單元，并定義識別接觸對及接觸行為的類型，同時對每個螺桿單元定義預(yù)應(yīng)力功能。對于5MW 實(shí)驗(yàn)臺，每個螺桿的預(yù)應(yīng)力為30 噸，與法蘭連接的葉片根端產(chǎn)生的最大彎矩值為20,000kNm。因此在每個螺桿單元上設(shè)置30 噸的預(yù)應(yīng)力，在環(huán)形法蘭外側(cè)施加20,000kNm的外力矩，實(shí)驗(yàn)臺鋼筋混凝土基底上施加全約束固定，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺的有限元計算，求解螺桿和法蘭內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變及變形位移，從而對實(shí)驗(yàn)臺所用的螺桿及法蘭進(jìn)行強(qiáng)度校核。

　　3.2.1 　螺桿應(yīng)力。如圖4 所示，螺桿兩端出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，最大值為318.7MPa ， 最小值為189MPa。