《表7 应力测量结果与拉梅方程、有限元仿真结果对比》

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《风力发电机组铸造主轴胀套联接应力测量与分析》

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应力测量得到的结果与理论计算、有限元仿真对比如表7所示。工况一时，无论是理论计算还是有限元仿真，与试验得到的结果都相差较大。工况二时，理论计算的应力值要比实际测得的应力值大52.3%，而有限元仿真的结果与试验测得结果非常接近，当按照额定扭矩拧紧螺栓之后，两者的偏差只有4.3%。经过分析，收缩盘内外环之间的摩擦系数0.045远大于实际的摩擦系数，经过与胀紧套厂家的交流，实际摩擦系数约为0.01。将收缩盘内外环之间的摩擦系数设置为0.01，则根据拉梅方程理论计算后可得刚套内侧的应力为347.4 MPa，除去刚套热套后的应力增量24.5 MPa，实际应力增量为322.9MPa。更改有限元模型中收缩盘内外环之间的摩擦系数为0.01，则有限元仿真结果如图7所示，应变片处的应力为268.2 MPa，除去刚套热套后的应力增量23.5 MPa，则实际应力增量为244.7 MPa。工况二时，理论计算得到的刚套内侧应力增量为658.1 MPa，有限元仿真刚套内侧应变片处的应力增量为275.8MPa，如图8所示。修改摩擦系数为0.01后应力测量得到的结果与理论计算、有限元仿真对比如表8所示，从表中可以看出，此时理论计算的结果与试验结果依然相差甚远，两个工况的偏差分别达到了34.2%和148.2%；有限元仿真的结果与试验测得结果非常接近，两个工况的偏差分别为1.7%和4.0%。从理论计算、有限元仿真与试验结果的对比来看，主要有以下结论：首先收缩盘内外环之间的实际摩擦系数远小于0.045；其次，运用拉梅方程理论计算的过程中，做了很多的简化，例如未考虑各接触面的边缘效应，未考虑止口的作用等，导致理论计算结果与实际偏差很大，而有限元仿真能够更真实的模拟胀紧套安装的实际情况，获得的结果也与实际相符。实际中更应优先采用有限元方法指导其安装优化。