風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估指南 征求意見稿

00 備案號： B 國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會 力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估指南 01201國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會 發(fā) 布 2012 目 錄 前 言 1 范圍 . 規(guī)范性引用文件 . 術(shù)語和定義 . 設(shè)計(jì)評估概述 . 設(shè)計(jì)評估 .料要求 .審目的 .整性檢查 . 圖紙?jiān)u審 .件圖紙 .件圖紙 .接件圖紙 . 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 評審 .件 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 .件設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 .接件設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 . 強(qiáng)度分析報告 評審 .度分析 報告內(nèi)容完整性 .限元模型檢查 . 獨(dú)立并行計(jì)算 .錄 A：關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度 計(jì)算 介紹 .強(qiáng)度 計(jì)算 .勞強(qiáng)度計(jì)算 流程及要點(diǎn) .錄 B： 有限元法介紹 .2012 前 言 國際上 目前陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)一般依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 1400005，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)一般依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 1400009， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 認(rèn) 的 證 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 010； 德國勞氏船級社發(fā)布的 則，同時也被廣泛應(yīng)用， 其內(nèi)容同時涵蓋了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 設(shè)計(jì) 要求與 認(rèn)證 要求 。國內(nèi) 陸上 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 31517風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 認(rèn) 的 認(rèn)證依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 25458 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 整機(jī)及其 每個組成部分的設(shè)計(jì)要求，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)介紹了項(xiàng)目認(rèn)證、型式認(rèn)證及部件認(rèn)證的組成模塊及相關(guān)模塊的評估范圍。 上述 標(biāo)準(zhǔn)中對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件（以下簡稱關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件） 應(yīng) 如何進(jìn)行設(shè)計(jì)評估， 均 未提及。 本指南在上述標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，規(guī)定了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估流程及每個設(shè)計(jì)評估環(huán)節(jié)的 具體 要求 ，使關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估工作有章可循 ，有助于 提升 認(rèn)證機(jī)構(gòu) 對于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估的質(zhì)量 水平 。此外，本指南可作為認(rèn)證機(jī)構(gòu)與 申請人在設(shè)計(jì)評估過程中 進(jìn)行溝通的重要 依據(jù) 。 本指南主要起草單位：中國質(zhì)量認(rèn)證中心、中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司 風(fēng)電事業(yè)部、國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司、 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司 、 南京高速齒輪制造有限公司、 重慶重齒風(fēng)電齒輪箱有限 責(zé)任公司。 本指南主要起草人：邢合萍、李建橋、康巍、王寧、呂杏梅、寧紅超、 張訊、裴月、李世慧、趙玉、王偉峰、李常 、王英博、楊天時、姚晨希 。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估指南 1 范圍 本指南規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)評估流程及各評估環(huán)節(jié)的具體要求，并介紹了基于有限元法的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度計(jì)算流程與要點(diǎn)。 本指南所指 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件 主要 包括輪轂、主軸、軸承座、主機(jī)架、發(fā)電機(jī)機(jī)架、齒輪箱扭力支撐臂與行星架 ，根據(jù)其生產(chǎn)方式可分為鑄件、鍛件及焊接件。 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估可參照執(zhí)行。 2 規(guī)范性引用文件 下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）適用于本文件。 197通螺紋 公差 228屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法 229屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法 231屬布氏硬度試驗(yàn) 第 1 部分：試驗(yàn)方法 709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差 1184狀和位置公差值 未注公差值 1348磨鑄鐵 1591合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 1804般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差 3077金結(jié)構(gòu)鋼 5048潮包裝 5313度方向性能鋼板 面粗糙度對比樣塊 鑄造表面 6402鍛件超聲檢測方法 6414件 尺寸公差與機(jī)械加工余量 9441墨鑄鐵金相檢驗(yàn) 9444鋼件磁粉檢測 9445損檢測 人員資格鑒定與認(rèn)證 11351件重量公差 13384電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件 18451力發(fā)電機(jī)組 設(shè)計(jì)要求 19804接結(jié)構(gòu)件的一般尺寸公差和形位公差 25458 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 合格認(rèn)證規(guī)則及程序 131517 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 設(shè)計(jì)要求 1400力發(fā)電機(jī)組 第 1 部分：設(shè)計(jì)要求（ : 1400力發(fā)電機(jī)組 第 3 部分：海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求（ : 1400力發(fā)電機(jī)組 第 22 部分：合格測試與認(rèn)證（ 2: 48 : N 45 : N 1563 N 506 : N 892 : N 10025 : S 0083 : S 712S 2944 : N 1369N 12680: N 10228: N 10228: 010 012 3 術(shù)語和定義 請人 申請認(rèn)證的實(shí)體 。 力發(fā)電機(jī)組制造商 從事風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造的實(shí)體。 計(jì)認(rèn)證 由認(rèn)證機(jī)構(gòu)對某一型號風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)滿足指定要求而出具書面保證的程序。 計(jì)評估 對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照設(shè)計(jì)條件、指定標(biāo)準(zhǔn)和其他技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的全部內(nèi)容進(jìn)行。 審 為確定主題事項(xiàng)達(dá)到規(guī)定目標(biāo)的適宜性、充分性和有效性所進(jìn)行的活動。 估人員 認(rèn)證機(jī)構(gòu)內(nèi)具有相關(guān)資質(zhì)執(zhí)行設(shè)計(jì)評估的人員。 立并行計(jì)算 評估人員為驗(yàn)證申請人關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果的符合性而開展的獨(dú)立計(jì)算工作。 強(qiáng)度 指結(jié)構(gòu)在極限載荷作用下抵抗變形或破壞的能力。 勞強(qiáng)度 指結(jié)構(gòu)在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力。 和疲勞壽命 N 的關(guān)系曲線，主要用于描述 材料的疲勞特性。 4 設(shè)計(jì)評估概述 根據(jù) 25458力發(fā)電機(jī)組 合格認(rèn)證規(guī)則及程序，設(shè)計(jì)認(rèn)證模塊如圖 1 所示。 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)評估 設(shè)計(jì)評估 制造能力評估 設(shè)計(jì)認(rèn)證證書 最終評估報告 獲證后監(jiān)督檢查 安全及功能試驗(yàn) 圖 1：設(shè)計(jì)認(rèn)證模塊圖 設(shè)計(jì)評估是設(shè)計(jì)認(rèn)證的核心模塊，它的 目的是為了檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否按設(shè)計(jì)條件、指定標(biāo)準(zhǔn)和其他技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)評估 的 對象包括控制和保護(hù)系統(tǒng)、載荷、電氣部件、機(jī)械部件與 關(guān)鍵 結(jié)構(gòu)件、葉片、機(jī)體外殼 、塔架 ，以及 塔架 基礎(chǔ)評估（可選 ） 等 。 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估一般流程 如下 ： 圖 2： 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)評估一般流程 5 設(shè)計(jì)評估 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)評估一般依據(jù)當(dāng)前有效版本的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，我國已編制完成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，即陸上 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 31517，及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 25458。 25458推薦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 制造商 在 機(jī)組 設(shè)計(jì)時采用 等同 于國標(biāo)或更高要求 的設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)。 為使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能適應(yīng)不同的風(fēng)場環(huán)境條件，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 制造商 在依據(jù)上述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，特殊情況下還考慮如低溫特性、高原特性及臺風(fēng)等環(huán)境因素，因此評估人員在 開始設(shè)計(jì) 評估前，應(yīng)先了解 待評估 機(jī)組的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及其適用環(huán)境，以便在 設(shè)計(jì) 評估過程中考慮涉及到的 一些 特定要求。 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件 的 設(shè)計(jì)評估工作分為兩個 階段 ：第一 階段 是 設(shè)計(jì)評估 資料的評審；第二 階段 是必要的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度獨(dú)立并行計(jì)算。 料要求 申請人 須按照認(rèn)證機(jī)構(gòu)規(guī)定的要求提交 設(shè)計(jì)評估 資料。 對于鑄件、鍛件及焊接結(jié)構(gòu)件，應(yīng)提交 以下 文件： 1) 零 部 件圖紙； 2) 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范； 3) 強(qiáng)度分析報告； 4) 有限元模型 （如適用） 。 審目的 設(shè)計(jì)評估 資料 的 評審目的： 1) 檢查 設(shè)計(jì)評估 資料的完整性； 2) 檢查引用標(biāo)準(zhǔn) 的 有效 性 ； 3) 檢查 圖紙與設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中 對于 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件技術(shù)要求規(guī)定 的完整性 ，并 確認(rèn) 符合引用標(biāo)準(zhǔn) 要求； 4) 檢查 強(qiáng)度 分析過程的 合理 性及 計(jì)算結(jié)果 的符合性 ； 5) 檢查 材料牌號、材料性能、圖紙編號等關(guān)鍵信息在各設(shè)計(jì)文件中表述的一致 性 。 整性檢查 按 照 認(rèn)證機(jī)構(gòu)要求提交的 設(shè)計(jì)評估 資料構(gòu)成了對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) 全面的 技術(shù)規(guī)定，在設(shè)計(jì)評估過程中缺一不可。 申請人 提交 設(shè)計(jì)評估 資料后，評估人員應(yīng)先 根據(jù)設(shè)計(jì)評估資料 清單要求檢查 提交的 資料 是否齊全，報告是否完整， 如發(fā)現(xiàn)有缺失情況，應(yīng)及時給出反饋意見，通知 申請人 補(bǔ)充提交。 6 圖紙?jiān)u審 為適應(yīng)不同制造階段的需要，鑄件、鍛件 及 焊接件 一般都 具有幾種不同功能作用的 零件圖，如機(jī)械加工圖、無損探傷圖及防腐涂層圖等 。每 一 種圖 紙 中，除了基本的規(guī)定要求以外，在其技術(shù)要求一欄中會補(bǔ)充必要的技術(shù)要求說明，且根據(jù)材料不同，規(guī)定要求也不同。 除了上述 鑄件、鍛件 及 焊接件 等的零件圖，因認(rèn)證機(jī)構(gòu)了解機(jī)組結(jié)構(gòu)組成及在設(shè)計(jì)評估第二階段執(zhí)行獨(dú)立并行計(jì)算需要，申請人還應(yīng)提交這類關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件相關(guān)的部件裝配圖。 零件圖的 評審目的： 檢查 尺寸公差、形位公差及關(guān)鍵位置表面粗糙度 等的 設(shè)計(jì) 合理性 ； 檢查關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件與其相鄰結(jié)構(gòu)件之間的 尺寸匹配性 ； 檢查無損探傷圖中設(shè)定質(zhì)量等級與強(qiáng)度分析報告中設(shè)定質(zhì)量等級的一致性； 檢查關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件 表面防腐措施 與設(shè)計(jì)要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的符合性； 檢查 圖紙 中 所 規(guī)定技術(shù)要求內(nèi)容 的 完整 性。 部件裝配圖的評審目的： 檢查關(guān)鍵部位配合公差的合理性； 檢查關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件有限元整體模型與其部件裝配結(jié)構(gòu)的相似性。 鑄件圖紙 鑄件 應(yīng) 包括機(jī)械加工圖、無損探傷圖及防腐涂層圖。 鑄件機(jī)械加工圖主要規(guī)定了其在室溫 C20 下的機(jī)加工尺寸及其公差、形位公差、表面粗糙度等方面的要求。 鑄件機(jī)械加工圖技術(shù)要求一欄應(yīng)包括 但不限于 以下規(guī)定（數(shù)值僅供參考，下同）： 鑄件不得有影響使用性能的鑄造缺陷（裂紋、縮松、冷隔、縮孔、夾渣等）存在，不允許存 在能加工去除的表面缺陷； 未注粗糙度要求 50 未注過渡圓角要求 5030 未注工藝圓角 10R ； 鑄件尺寸公差按 6414 未注尺寸公差按 1804 未注形位公差按 1184 鑄件重量公差按 11351 未注拔模斜度要求 53 。 鑄件的無損探傷圖 應(yīng)說明鑄 件的探傷 方式 與 質(zhì)量 等級要求 ，且質(zhì)量等級 要求 應(yīng)不低于 該 鑄 件強(qiáng)度分析 過程中所假設(shè)的無損探傷質(zhì)量等級要求 。 鑄 件表面施加防腐涂層的目的是為了實(shí)現(xiàn)在其規(guī)定設(shè)計(jì)壽命內(nèi)避免表面發(fā)生嚴(yán)重腐蝕情況而 導(dǎo)致結(jié)構(gòu) 破壞 。 在防腐涂層圖的技術(shù)要求中 應(yīng) 說明所 要求達(dá)到的防腐等級及所 采取的防腐措施：如防腐涂層數(shù)、涂層 牌號 、涂層厚度、涂層顏色，及噴涂前表面處理要求等信息。這 類 信息也可在設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中 予以 說明。 件圖紙 鍛件 一般僅 機(jī)械加工圖 ， 防腐涂層 要求見技術(shù)規(guī)范。 鍛件機(jī)械加工圖主要規(guī)定了其在室溫 C20 下的機(jī)加工尺寸及其公差、形位公差、表面 粗糙度等方面的要求。 鍛件機(jī)械加工圖技術(shù)要求一欄中應(yīng)包括 但不限于 以下規(guī)定： 過渡圓弧需做拋光處理，表面粗糙度 6.1適用）； 未注尺寸公差按 1804 未注形位公差按 1184 未注倒角 453 ； 機(jī)加工后必要的防銹措施要求 。 接件圖紙 焊接件 應(yīng) 包括焊接圖、 機(jī)械 加工圖及防腐涂層圖。 焊接圖 應(yīng)包括 該 焊接 件 的焊縫位置、焊縫尺寸、焊縫形式 及 每條 焊縫的無損檢測要求 等 。 焊接圖技術(shù)要求一欄中應(yīng)包括 但不限于 以下 規(guī)定 ： 所有鋼板應(yīng)平整； 鋼板落料后應(yīng)去除毛刺； 鋼板、型鋼焊前應(yīng)按照規(guī)定焊縫要求開相應(yīng)坡口； 各坡口在焊接之前必須進(jìn)行除銹處理； 焊材要求，如按照 10045使用 某些厚鋼板的預(yù)熱要求； 未注焊接尺寸要求，如按 19804 未注焊接直線度、平面度和平行度要求，如按 19804 焊后清理要求； 焊后的去除殘余應(yīng)力方式。 焊接件機(jī)械加工圖主要規(guī)定其在室溫 C20 下的機(jī)加工尺寸及其公差、形位公差、表面粗糙度等方面的要求。 焊接 件 機(jī)械加工圖技術(shù)要求一欄中應(yīng)包括 但不限于 以下 規(guī)定 ： 未注尺寸公差按 1804 未注形位公差按 1184 機(jī)加工后去除尖角、毛刺； 銳角倒鈍等。 焊接件 的 防腐涂層圖參照鑄件防腐涂層圖說明。 7 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 評審 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 應(yīng) 規(guī)定 關(guān)鍵結(jié)構(gòu) 件 的材料牌號、化學(xué)成分、機(jī)械性能、金相組織、尺寸檢查、探傷檢測、 防腐、標(biāo)志、包裝、儲存及運(yùn)輸?shù)确矫娴囊蟆?鑄件 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 鑄件設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 應(yīng)包括 但不限于 以下規(guī)定： 適用環(huán)境條件； 材料牌號及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)； 材料機(jī)械性能要求，一般包括材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、表面硬度、低溫抗沖 擊性能、斷面收縮率，延伸率等； 化學(xué)成分與金相組織要求； 鑄造質(zhì)量：表面缺陷、內(nèi)部缺陷、金屬夾雜物，球化率、鐵素體含量、珠光體含量 石墨尺寸大小等方面要求； 附鑄試塊位置或取樣位置； 表面處理工藝及其要求，一般包括粗糙度與清潔度； 防腐措施； 產(chǎn)品檢驗(yàn)要求，包括無損探傷人員資格要求； 標(biāo)志、包裝、儲存、運(yùn)輸要求； 11 質(zhì)量文件要求。 鍛件設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 鍛件 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 應(yīng)包括 但不限于 以下規(guī)定： 適用環(huán)境條件； 材料牌號及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)； 材料機(jī)械性能要求，一般包括材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、表面硬度、低溫 沖擊功 、斷面收縮 率，延伸率等； 化學(xué)成分與金相組織要求； 質(zhì)量要求：包含表面缺陷、內(nèi)部缺陷及熔渣等的質(zhì)量等級要求； 無損探傷要求； 熱處理； 防腐措施； 產(chǎn)品檢驗(yàn)要求，包括無損探傷人員資格要求； 與相鄰連接零件接口形式、配合尺寸及公差要求； 11 標(biāo)志、包裝、儲存、運(yùn)輸要求； 12 質(zhì)量文件要求。 焊接件設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 焊接件 設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 應(yīng)包括 但不限于 以下規(guī)定： 適用環(huán)境條件； 材料牌號及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)； 材料機(jī)械性能要求：如碳當(dāng)量、低溫沖擊功、鋼板厚度方向性能、斷面收縮率等； 化學(xué)成分要求； 鋼板質(zhì)量等級要求，包含表面缺陷、內(nèi)部缺陷的質(zhì)量等級要求； 焊接準(zhǔn)備工作； 焊縫檢測； 焊接后處理； 防腐措施； 產(chǎn)品檢驗(yàn)要求，包括無損探傷人員資格要求； 11 標(biāo)志、包裝、儲存、運(yùn)輸要求； 12 質(zhì)量文件要求。 評估人員應(yīng)就上述內(nèi)容 作逐 一檢查 ，確保設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范 包含技術(shù)要求內(nèi)容 完整， 并符合有關(guān)引用標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 要求。 申請人在風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組設(shè)計(jì) 時 如采用 相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)不低于 國標(biāo) 規(guī)定 要求。 8 強(qiáng)度分析報告 評審 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度分析報告 建議 依據(jù)圖紙與 設(shè)計(jì) 技術(shù)規(guī)范要求 采用 有限元 法 進(jìn)行計(jì)算 并根據(jù)計(jì)算結(jié)果 編制 報告 ， 強(qiáng)度分析 包括靜強(qiáng)度分析與疲勞強(qiáng)度分析。 度分析 報告內(nèi)容完整性 強(qiáng)度分析報告應(yīng)包括 但不限于 以下規(guī)定： 分析對象介紹； 分析使用軟件及版本信息； 坐標(biāo)系介紹； 載荷來源； 建模說明，包括材料特性、單元類型、載荷施加位置、約束邊界條件等； 有限元模型簡化說明； 有限元模型反作用力驗(yàn)證； 有限元模型錯誤與警告單元檢查； 12個關(guān)鍵 單位載荷應(yīng)力結(jié)果 顯示，如第一主應(yīng)力與第三主應(yīng)力 ； 12個關(guān)鍵 單位載荷變形結(jié)果顯示； 0 11 極限工況載荷作用下的應(yīng)力結(jié)果 顯示 ； 12 疲勞強(qiáng)度分析過程簡述； 13 疲勞強(qiáng)度分析關(guān)鍵輸入?yún)?shù)數(shù)值； 14 S/ 15 疲勞 強(qiáng)度計(jì)算 結(jié)果； 16 參考文件等； 限元模型檢查 有限元模型檢查的主要目的是 確認(rèn)申請人 提 交 的有限元模型與 其 強(qiáng)度分析報告 中所描述有限元模型的 一致 性 。 有限元模型檢查主要包括下列內(nèi)容： 坐標(biāo)系； 使用單元； 使用 的 單位 類型 ； 模型簡化合理性； 相關(guān)單元實(shí)常數(shù)值 ，如適用 ； 有限元模型尺寸； 網(wǎng)格劃分質(zhì)量； 軸承的非線性特性，如適用； 接觸對設(shè)置情況； 載荷施加 方式、 位置及載荷施加點(diǎn)的坐標(biāo)方向； 11 邊界 條件 ； 12 警告和錯誤單元； 13 單位載荷作用下的反作用力檢查； 14 求解器設(shè)置。 評估人員應(yīng)就上述內(nèi)容 作逐 一檢查，如發(fā)現(xiàn)與 圖紙或 強(qiáng)度 分析 報告 中的描述 有不符合情況，應(yīng) 反饋給申請人并要求其予以說明 。必要情況下， 申請人應(yīng)改進(jìn)有限元模型并更新報告 。 9 獨(dú)立并行計(jì)算 在完成設(shè)計(jì)評估 資料評審 后 ， 評估人員 在 此 基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件進(jìn)行必要的獨(dú)立并行計(jì)算， 即根據(jù)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件 的 設(shè)計(jì)輸入對 其 強(qiáng)度分析結(jié)果 通過獨(dú)立并行計(jì)算進(jìn)行 驗(yàn)證 ，確認(rèn)該 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度滿足 設(shè)計(jì)要求 。 1 評估人員執(zhí)行 獨(dú)立并行計(jì)算 時 可使用 申請人 提交的有限元模型， 但 應(yīng) 當(dāng) 對 有限元模型進(jìn)行 必要的修改，如刪除并重建 各 接觸 對、刪除并重建 邊界 約束 條件 、 使用不同方法傳遞遠(yuǎn)程力等。評估人員應(yīng)對有限元模型的修改 情況 予以記錄， 并將其納入到根據(jù) 獨(dú)立并行計(jì)算 結(jié)果編制的 報告 中 。 獨(dú)立并行計(jì)算時 應(yīng)使用認(rèn)證機(jī)構(gòu) 載荷評估人員計(jì)算驗(yàn)證后 的載荷。 鑄件與鍛件疲勞強(qiáng)度 分析 中使用的 S/合方法推薦 依據(jù) 焊接件 推薦 使用 。 疲勞損傷依據(jù) 靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度獨(dú)立并行計(jì)算結(jié)果均 滿足 設(shè)計(jì)要求時， 最終 設(shè)計(jì)評估結(jié)果為 合格 ！ 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度分析 流程與要點(diǎn) 介紹見附錄 A. 有限元法介紹見附錄 B。 2 附錄 A：關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度 計(jì)算 介紹 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果取決于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件以下四個方面 因素 ： 材料 技術(shù)要求 載荷 條件 幾何形狀與尺寸 強(qiáng)度 計(jì)算 在風(fēng) 力發(fā) 電機(jī)組各種設(shè)計(jì)狀態(tài)即發(fā)電、發(fā)電兼有故障、啟動、正常 停 機(jī)、緊急 停 機(jī)以及運(yùn)輸、組裝、維護(hù)等情況下出現(xiàn) 的 極限 工況 載荷 可能會 對結(jié)構(gòu) 件 不同部位造成 不同程度的損傷，故應(yīng) 對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件在各 種 極限工況載荷作用下 的 受力情況進(jìn)行計(jì)算。 評估人員按照 在 該模型 載荷施加點(diǎn)輸入極限工況載荷，設(shè)置 好 求解器 后直接 進(jìn)行求解 即可 。 對于 塑性材料 ，一般利用 最大剪切應(yīng)變能 假設(shè)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷 ；對于 半塑性 材料一般利用最大剪切應(yīng)變能 假設(shè) 或最大主應(yīng)力 假設(shè)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷 。使用塑性或半塑性材料的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件 局部位置，允許的彈塑性總應(yīng)變 不大于 1%。 對于脆性材料，一般利用 最大主 應(yīng)力假設(shè)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷 。 對于焊接件，推薦依據(jù) 為極限應(yīng)力值。 3 勞強(qiáng)度計(jì)算 流程及要點(diǎn) 1） 鑄件與鍛件 疲勞強(qiáng)度 計(jì)算 流程 圖 1 2） 疲勞壽命計(jì)算應(yīng)力假設(shè) 最大主應(yīng)力假設(shè)： ),m a x(321m a x ),(a x 關(guān)鍵面法： 2s i o 222v Ss 3） 安全系數(shù)選取 依據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)引入了風(fēng)機(jī)零件安全等級系數(shù)n。 勞載荷 單位應(yīng)力結(jié)果 線 材料性能 安全系數(shù) 應(yīng)力假設(shè) 雨流計(jì)數(shù) 等修正系數(shù)， , 疲勞損傷計(jì)算 平均應(yīng)力修正 則 載荷仿真 應(yīng)力時序 評估通過 評估不通過 1D？ 有限元模型 4 一類零件安全系數(shù)：用于“失效 鍵結(jié)構(gòu)件，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件失效不會導(dǎo)致機(jī)組主要零部件的失效。例如帶有監(jiān)控的可替換軸承。 二類零件安全系數(shù)：用于“非失效 鍵結(jié)構(gòu)件，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件失效會導(dǎo)致機(jī)組主要零部件失效。 三類零件安全系數(shù)：用于“非失效 械件，機(jī)械部件把執(zhí)行機(jī)構(gòu)和制動器與主要關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件連接起來，以執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)非冗余的保護(hù)功能。 本指南涉及關(guān)鍵關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件屬于第二類， n取值具體見該標(biāo)準(zhǔn)第 材料安全系數(shù)： 1.1m 4） 鑄 件與 鍛 件 的 S/ 關(guān)鍵 輸入 參數(shù) 本指南推薦鑄件與鍛件的 S/鍵輸入?yún)?shù)見表 1。 表 1 5） 焊接關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件疲勞分析 與 1） 明確 的 結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力定義 ； 2）推薦有焊縫建模方法；3） 熱點(diǎn)應(yīng)力插值計(jì)算詳細(xì)說明 ； 4）