兆瓦级风电轮毂球铁高周疲劳寿命研究

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1、学兔兔www.xuetutu.comMay2012铸造VO1．61NO．5F．0UNDRY·461·兆瓦级风电轮毂球铁高周疲劳寿命研究刘佳，曲迎东，李荣德，马广辉，白彦华，姜珂，邱克强，尤俊华，王瑞春(沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110178)摘要：为了获得MW~_,gt风机轮毂QT350—22LT的高周疲劳寿命。通过拉．拉高周疲劳试验获得其疲劳极限，并通过数值模拟的方法确定QT350．22LT是否能够作为轮毂材料。疲劳试验在PW3—10程序控制高频万能疲劳试验机进行，采用实际生产的附铸试块进行拉．拉高周疲劳试验。试验结果表明：获得的兆瓦级风电轮毂QT350-22LT的疲劳极限值

2、为250MPa，根据数据绘制的S一Ⅳ曲线的拐点在290MPa；疲劳源的位置不同，所产生的瞬断区断口形貌也有所差别。对轮毂本身所能承受的最大应力进行有限元分析，得到最大应力为156MPa。应力集中部位的值没有超过材料的疲劳极限，这证明球铁QT350．22LT~够满足风机轮毂设计的应力要求。关键词：风电轮毂；球墨铸铁；S．Ⅳ曲线；疲劳极限；有限元分析中图分类号：TG255文献标识码：A文章编号：1001—4977(2012)05—0461—04InvestigationofHighCycleFatigueLifeofMWGradeWindTurbineDuctileIronHubLIUJia，Q

3、UYing—dong，LIRong—de，MAGuang—hui，BAIYan—hua，JIANGKe，QIUKe-qiang，YOUJun—hua，WANGRui-chun(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110178，Liaoning，China)Abstract：ThemainpurposeofthisPaDeristoobtainhighcyclefatigue1ifeofMWgradethewheelhub(QT350．22LT)．Throughthepul1

4、．pullhighcyclefatiguetests。thefatiguelimitisdetermined．ThenumericalsimulationmethodwasusedtodeterminewhetherOT350．22LTiSabletobethehubmaterialornot．ThefatiguetestequipmentandmaterialsarePW3—10programcontrolhighfrequencyuniversalfatiguetestmachineandthepracticalproductioncastingblocks．respectively．T

5、heresultsshowthatfatiguelimitoftheMWgradewindturbinehubQT350—22LTis250MPaandinflectionpointofS．Ncurvedrawaccordingtodatais290MPa；themorphologiesofthetransientbreakingfracturearedifferentduetothedifferentcracksources．Themaximumtensilestressofthehubis156MPa．whichisobtainedbythefiniteelementanalysis．T

6、hevalueoftensilestressconcentrationpositionisnomorethanthefatiguelimitofthemateria1．whichprovesthattheductileironhub(QT350．22LT)cansatisfythedesignrequirementofstress．Keywords：windturbinehub；ductileiron；S—Ncurve：fatigue1imit；finiteelementanalysisMW级风力发电机是当今风力发电机的主流，轮0．006％～0．02％S，P4,于0．04％，0．04％-0．

7、06％Mg，稀毂为其关键部件，综合性能和成本因素，目前轮毂皆土元素在0．01％左右。采用球墨铸铁为材料。本文针对风机轮毂在实际工作1．2试样及检测方法中的受力情况，主要分析了对风机轮毂影响最大的应试样为兆瓦级风电球铁铸件分型面处设置附铸试力之一的拉应力，进行了拉一拉高周疲劳试验，并且块，制作高周疲劳试样如图1所示。疲劳试验在分析高周疲劳断口特征，最后对风机轮毂进行有限元PW3．10程序控制高频万能疲劳试验机上