CN112329166A - 一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法 - Google Patents

一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法 Download PDF

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杨哲一
史志刚
崔雄华
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Abstract

本发明公开了一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，包括步骤：收集风电机组主轴从投运至断裂的启停数据统计，统计出总启/停次数N总；对风电机组主轴断口进行宏观观察分析，选取断口扩展区径向长度最大处，统计出扩展区疲劳弧线总数N1；将疲劳弧线总数N1与总启/停次数N总进行对比，一条弧线对应一次启动或停机，N1即为裂纹扩展阶段的启/停次数，为疲劳裂纹扩展寿命，N总‑N1为疲劳裂纹萌生寿命，记为N0，N0+N1＝N总；绘制裂纹长度a与Ni的关系曲线图，启/停次数Ni为横坐标，a为纵坐标，并获得拟合函数f(Ni)，对f(Ni)进行微分，可获得f'(Ni)，即为裂纹扩展速率。

Description

一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法。
背景技术
风电机组主轴为连接风机叶片与发电机的关键部件，其在服役过程中主要受疲劳损伤的影响。近年来风机主轴断裂事故越发频繁，一旦主轴断裂，将成为导致风机彻底报废的重大事故。对风机主轴断裂前的疲劳寿命进行反推，有助于深入了解主轴疲劳断裂失效的过程和机理，并据此对存在裂纹类缺陷主轴安全性进行评估，有效预防主轴断裂事故的发生，减少经济损失，降低运维人员的人身安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，该方法可以对风机主轴断裂前的疲劳寿命进行反推，有助于深入了解主轴疲劳断裂失效的过程和机理，并据此对存在裂纹类缺陷主轴安全性进行评估，有效预防主轴断裂事故的发生。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，包括以下步骤：
步骤1、收集风电机组主轴从投运至断裂的启停数据统计，统计出总启/停次数N总；
步骤2、对风电机组主轴断口进行宏观观察分析，选取断口扩展区径向长度最大处，统计出扩展区疲劳弧线总数N1；
步骤3、将疲劳弧线总数N1与总启/停次数N总进行对比，一条弧线对应一次启动或停机；N1即为裂纹扩展阶段的启/停次数，为疲劳裂纹扩展寿命；N总-N1为疲劳裂纹萌生寿命，记为N0，N0+N1＝N总；
步骤4、绘制裂纹长度a与Ni的关系曲线图，启/停次数Ni为横坐标，a为纵坐标，并获得拟合函数f(Ni)，对f(Ni)进行微分，获得f'(Ni)，即为裂纹扩展速率。
本发明进一步的改进在于，步骤1具体包括：
启/停包括一次启动和一次停机，总启停次数N总为启动总次数与停机总次数之和。
本发明进一步的改进在于，步骤2具体包括：
疲劳弧线的观察和数量统计，先通过目视观察进行，并通过体式显微镜复核。
本发明进一步的改进在于，步骤3具体包括：
N0为从风电机组主轴投运起至裂纹萌生时的累计启/停次数，N1为裂纹萌生至断裂时的累计启/停次数。
本发明进一步的改进在于，步骤4具体包括：
启/停次数Ni取值范围为0～N1，裂纹长度a即源区至Ni所代表的疲劳弧线之间的距离。
本发明至少具有以下有益的技术效果：
本发明所述的一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，该方法可以对风机主轴断裂前的疲劳寿命进行反推，有助于深入了解主轴疲劳断裂失效的过程和机理，并据此对存在裂纹类缺陷主轴安全性进行评估，有效预防主轴断裂事故的发生。
附图说明
图1为风电机组主轴断口的示意图。
图2为风电机组主轴断口裂纹长度a与Ni的关系曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
本发明提供的一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，包括以下步骤：
步骤1、收集风电机组主轴从投运至断裂的启停数据统计，统计出总启/停次数N总，其中启/停包括一次启动和一次停机，总启停次数N总为启动总次数与停机总次数之和。
步骤2、对风电机组主轴断口进行宏观观察分析(见图1)，选取断口扩展区径向长度最大处，统计出扩展区疲劳弧线总数N1。其中疲劳弧线的观察和数量统计，应先通过目视观察进行，并通过体式显微镜复核。
步骤3、将疲劳弧线总数N1与总启/停次数N总进行对比，一条弧线对应一次启动或停机。N1即为裂纹扩展阶段的启/停次数，为疲劳裂纹扩展寿命；N总-N1为疲劳裂纹萌生寿命，记为N0，N0+N1＝N总，N0为从风电机组主轴投运起至裂纹萌生时的累计启/停次数，N1为裂纹萌生至断裂时的累计启/停次数。
步骤4、绘制裂纹长度a与Ni的关系曲线图(见图2)，启/停次数Ni为横坐标，a为纵坐标，并获得拟合函数f(Ni)。对f(Ni)进行微分，可获得f'(Ni)，即为裂纹扩展速率。启/停次数Ni取值范围为0～N1，裂纹长度a即源区至Ni所代表的疲劳弧线之间的距离。
实施例：本发明在多个风机主轴断裂事故分析工作中得到了成功应用。本发明对风机主轴断裂前的疲劳寿命进行反推，有助于深入了解主轴疲劳断裂失效的过程和机理，并据此对存在裂纹类缺陷主轴安全性进行评估，有效预防主轴断裂事故的发生。

Claims (5)

1.一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、收集风电机组主轴从投运至断裂的启停数据统计，统计出总启/停次数N总；
步骤2、对风电机组主轴断口进行宏观观察分析，选取断口扩展区径向长度最大处，统计出扩展区疲劳弧线总数N1；
步骤3、将疲劳弧线总数N1与总启/停次数N总进行对比，一条弧线对应一次启动或停机；N1即为裂纹扩展阶段的启/停次数，为疲劳裂纹扩展寿命；N总-N1为疲劳裂纹萌生寿命，记为N0，N0+N1＝N总；
步骤4、绘制裂纹长度a与Ni的关系曲线图，启/停次数Ni为横坐标，a为纵坐标，并获得拟合函数f(Ni)，对f(Ni)进行微分，获得f'(Ni)，即为裂纹扩展速率。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，其特征在于，步骤1具体包括：
启/停包括一次启动和一次停机，总启停次数N总为启动总次数与停机总次数之和。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，其特征在于，步骤2具体包括：
疲劳弧线的观察和数量统计，先通过目视观察进行，并通过体式显微镜复核。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，其特征在于，步骤3具体包括：
N0为从风电机组主轴投运起至裂纹萌生时的累计启/停次数，N1为裂纹萌生至断裂时的累计启/停次数。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组主轴疲劳寿命反推方法，其特征在于，步骤4具体包括：
启/停次数Ni取值范围为0～N1，裂纹长度a即源区至Ni所代表的疲劳弧线之间的距离。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113418805A (zh) * 2021-05-27 2021-09-21 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种裂纹萌生周期的确定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106886663A (zh) * 2017-03-29 2017-06-23 北京理工大学 齿轮弯曲疲劳寿命预测方法及装置
CN109163990A (zh) * 2018-08-28 2019-01-08 中国科学院金属研究所 一种轴向加载高周疲劳裂纹萌生寿命的测量方法
JP2019007838A (ja) * 2017-06-23 2019-01-17 健 三堀 金属材料の疲労寿命推定方法および疲労寿命推定方法を適用した最適設計方法
CN111474069A (zh) * 2020-04-14 2020-07-31 中国北方车辆研究所 一种摩擦片芯板疲劳寿命与载荷的分段反推方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106886663A (zh) * 2017-03-29 2017-06-23 北京理工大学 齿轮弯曲疲劳寿命预测方法及装置
JP2019007838A (ja) * 2017-06-23 2019-01-17 健 三堀 金属材料の疲労寿命推定方法および疲労寿命推定方法を適用した最適設計方法
CN109163990A (zh) * 2018-08-28 2019-01-08 中国科学院金属研究所 一种轴向加载高周疲劳裂纹萌生寿命的测量方法
CN111474069A (zh) * 2020-04-14 2020-07-31 中国北方车辆研究所 一种摩擦片芯板疲劳寿命与载荷的分段反推方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
严仁军;周宏飞;刘慧;罗志明;: "HTS-A钢对接接头低周疲劳寿命研究", 船舶力学, no. 1, 15 February 2014 (2014-02-15) *
叶武俊, 张伟, 赵振业: "低合金高强度钢疲劳裂纹扩展速率和扩展寿命的断口反推估算", 材料工程, no. 09, 20 September 1993 (1993-09-20) *
吴楠;张显程;王正东;涂善东;: "GH4169合金在650℃下疲劳小裂纹萌生和扩展行为", 航空材料学报, no. 06, 1 December 2015 (2015-12-01) *
张卫方, 刘高远, 高威, 陶春虎, 赵爱国: "机翼构件不同载荷谱下的寿命反推", 材料工程, no. 05, 25 June 2002 (2002-06-25) *
王胜霞;窦松柏;: "断口定量分析在直升机关键动部件疲劳试验分析中的应用", 直升机技术, no. 02, 15 June 2012 (2012-06-15) *
陈睿;刘新灵;蔡显新;陈星;: "离心叶轮叶片裂纹产生原因分析", 理化检验(物理分册), no. 01, 8 January 2011 (2011-01-08) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113418805A (zh) * 2021-05-27 2021-09-21 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种裂纹萌生周期的确定方法

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