(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210825701.3 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 吉林重通成 飞新材料股份公司 地址 131399 吉林省白城市大安市 兴工路2 号 (72)发明人 王振刚　蒋传鸿　唐雪　李晓　 罗莎莎　汪建　岳晓敏　谷端　 袁德宣　戴远钘　黄家华　 (74)专利代理 机构 重庆智慧之源知识产权代理 事务所(普通 合伙) 50234 专利代理师 余洪 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法 (57)摘要 本发明提供一种风电叶片叶根玻璃钢静强 度校核方法， 包括： 通过风电叶片叶根玻璃钢的 力学性能和风电叶片叶根参数， 结合层合板工程 弹性常数， 计算得到无限大板的应力集中系数， 并基于无限大板的应力集中系数计算得到有 限 板宽圆孔的应力集中系数， 根据有限板宽圆孔的 应力集中系数， 计算得到柱头螺母间玻璃钢的极 限应力， 结合玻璃钢抗拉强度和材料分项系数， 得到柱头螺母间玻璃钢的静强度安全系数， 根据 静强度安全系数的大小， 判断柱头螺母间玻璃钢 的静强度安全系数是否 符合设计标准。 本发明实 现了对叶根玻璃钢静强度的快速校核， 提高了叶 根玻璃钢静强度的校核效率， 从而确保叶根连接 的可靠性， 并进一步确保风力发电机整机的安全 性和可靠性。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114996881 A 2022.09.02 CN 114996881 A 1.一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 根据风电叶片叶根玻璃钢的力学性能和风电叶片叶根参数， 结合层合板工程弹性常 数， 计算得到无限大板的应力集中系数； 基于无限大板的应力集中系数， 计算得到有限板宽圆孔的应力集中系数， 结合有限板 宽圆孔的应力集中系数和风电叶片叶根 参数， 得到柱头 螺母间玻璃钢的极限应力； 根据所述玻璃钢的极限应力， 结合玻璃钢抗拉强度和材料分项系数， 得到柱头螺母间 玻璃钢的静强度安全系数； 根据所述静强度安全系数的大小， 判断柱头螺母 间玻璃钢的静强度安全系数是否符合 设计标准。 2.根据权利要求1所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 所述 叶根玻璃钢的力学性能包括纤维方向模量、 垂 直于纤维方向模量、 面内剪切模量、 面内泊松 比和抗拉强度； 所述风电叶片叶根参数包括叶根合弯矩、 螺栓数量、 螺栓轴向力、 径向孔直 径、 叶根节圆直径、 叶根节圆外径和叶根节圆内径。 3.根据权利要求2所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 所述 根据风电叶片叶根玻璃钢的力学性能和 风电叶片叶根参数， 结合层合板工程弹性常数， 计 算得到无限大板的应力集中系数， 具体包括： 根据叶根节圆直径、 叶根节外径和叶根节内径， 计算获取抗弯截面系数， 公式为： W_z=( πD^3)/32(1‑α ^4) α =d_2/d_1 式中， D为叶根节圆直径， d2为叶根节圆外径， d1为叶根节圆内径； 结合抗弯截面系数、 叶根合弯矩载荷和螺栓轴向力， 计算获取叶根玻璃钢的应力， 公式 为： σ =M_xy/W_z + 〖4F〗 _z/( π( 〖d_2〗 ^2 ‑〖d_1〗 ^2) ) 式中， M_xy为叶根 合弯矩载荷， F_z为螺 栓轴向力； 根据叶根玻璃钢的力学性能和风力机 叶片叶根参数， 计算无限大板的应力集中系数， 公式为： K_t^∞=1+√(E_1 1/G_12 +2(√(E_1 1/E_22  ‑μ_12 )) ) 式中， 为面内沿纤维方向模量，  为面内垂直于纤维方向模量，  为面内剪切模量，  为 面内泊松比。 4.根据权利要求3所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 所述 基于无限大板的应力集中系 数， 计算得到有限板宽圆孔的应力集中系 数， 结合有限板宽圆 孔的应力集中系数和风电叶片叶根 参数， 得到柱头 螺母间玻璃钢的极限应力， 具体包括： 根据叶根节圆外径和叶根螺 栓数量， 计算得到打孔区域基 体宽度， 公式为： W=( π d_2)/N 式中， N为螺栓数量； 根据所述打孔区域基体宽度、 板内孔直径和无限大板的应力集中系数， 计算得到有限 板宽圆孔的应力集中系数， 公式为： 1/η=3(1‑D_B/W)/(2+(1 ‑D_B/W)^3  )+1/2 ((D_B M)/W)^6 (K_t^∞‑3)(1‑((D_B M)/ W)^2 )权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996881 A 2M^2=√(1‑8(3(1‑D_B/W)/(2+(1 ‑D_B/W)^3 )‑1)‑1)/(2(D_B/W)^2  ) K_t=K_t^∞  η 根据所述叶根玻璃钢的应力和有限板宽圆孔的应力集中系数， 计算得到玻璃钢的极限 应力， 公式为： σ _max=σ *K_t 式中， 为无限大板的应力集中系数，  为有限板宽圆孔的应力集中系数，  为应力集中 板宽修正系数， 为板内孔 直径， 为中间变量。 5.根据权利要求4所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 所述 根据所述玻璃钢的极限应力， 结合玻璃钢抗拉强度和材料分项系 数， 得到柱头螺母间玻璃 钢的静强度安全系数， 具体包括： 根据玻璃钢的极限应力、 玻璃钢抗拉强度和材料分项系数， 计算得到柱头螺母间玻璃 钢的静态安全系数， 公式为： S_G=S/ （γ _Ma*σ _max） 式中， S_G为柱头螺母间玻璃钢静强度安全系数， γ_Ma为材料分项系数， S为叶根玻璃 钢抗拉强度。 6.根据权利要求1所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 根据 所述静强度安全系数的大小， 判断柱头螺母间玻璃钢的静强度安全系数是否符合设计标 准， 具体包括： 判断所述静强度安全系数是否大于或等于1， 若所述静强度安全系数大于或等于1， 则 认定柱头 螺母间玻璃钢的静强度安全系数符合设计标准； 若所述静强度安全系数小于1， 则认定柱头螺母间玻璃钢的静强度安全系数不符合设 计标准。 7.根据权利要求2所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 所述 风电叶片叶根参数还包括： 叶根金属法兰厚度、 叶根螺栓细腰直径、 径向孔中心到端面距 离、 变桨轴承轴向孔孔径、 变桨轴承内圈内径、 变桨轴承内圈外径、 变桨轴承外圈节圆直径、 变桨轴承外圈内径、 变桨轴承外圈外径、 轴承内外圈相对距离、 轴承滚珠中心定位距离、 轴 承内外滚珠中心 距离、 变桨轴承外圈厚度和变 桨轴承内圈厚度。 8.根据权利要求7所述的一种风电叶片叶根玻璃钢静强度校核方法， 其特征在于， 根据 所述静强度安全系数的大小， 判断柱头螺母间玻璃钢的静强度安全系数是否符合设计标准 之后， 还包括： 根据所有风电叶片叶根 参数， 对叶根连接进行有限元建模， 获取叶根连接有限元模型； 根据所述叶根连接有限元模型， 计算得到柱头 螺母间玻璃钢的应力； 根据所述柱头 螺母间玻璃钢的应力对叶根打孔区域玻璃钢的静强度进行 校核。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996881 A 3