风机叶片紧固螺栓断裂原因
Fracture reasons of fan blade fastening bolt
摘 要
某风场风力发电机组在运行过程中,多根叶片紧固螺栓发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验、力学性能测试及有限元分析等方法,对螺栓的断裂原因进行分析。结果表明:叶片法兰与变桨轴承结合面的螺纹牙底处存在应力集中,在多方向的剪切应力及拉应力作用下,逐渐形成裂纹源;螺栓中加工刀痕及夹杂物的存在促进了裂纹的形成和扩展,最终导致螺栓发生疲劳断裂。
应力集中
疲劳断裂
加工刀痕
夹杂物
blade fastening bolt
stress concentration
fatigue fracture
machining tool mark
inclusion
Abstract
During the operation of a wind turbine generator set in a wind farm, several blade fastening bolts broke. The fracture reasons of the bolts were analyzed by means of macroscopic observation, chemical composition analysis, scanning electron microscope analysis, metallographic examination, mechanical property test and finite element analysis. The results show that there was stress concentration at the thread root of the blade flange and pitch bearing joint surface, and under the action of multi-directional shear stress and tensile stress, the crack source gradually formed. The existence of machining tool marks and inclusions in bolts promoted the formation and propagation of cracks, and finally led to fatigue fracture of bolts.
中图分类号 TB31 TK83 DOI 10.11973/lhjy-wl202303018
所属栏目 质量控制与失效分析
基金项目 2020年内蒙古电力科学研究院自筹科技项目(2020-ZC-03);2021年内蒙古电力科学研究院自筹科技项目(2021-ZC-03)
收稿日期 2021/10/19
修改稿日期
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备注郑建军(1987-),男,工程师,主要从事电力系统常用金属零部件失效分析相关工作,dkyzjj@163.com
引用该论文: ZHENG Jianjun,CHEN Hao,ZHANG Tao,TIAN Feng. Fracture reasons of fan blade fastening bolt[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2023, 59(3): 57～60
郑建军,陈浩,张涛,田峰. 风机叶片紧固螺栓断裂原因[J]. 理化检验－物理分册, 2023, 59(3): 57～60
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参考文献
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