CN113704920A - 螺栓强度确定方法、系统和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种风机的螺栓强度确定方法、系统和可读存储介质。螺栓强度确定方法包括获取风机在轮毂中心旋转坐标系下的轮毂中心载荷数据，轮毂中心旋转坐标系包括相交于轮毂中心的X轴、Y轴和Z轴；轮毂中心载荷数据包括弯矩My以及弯矩Mz；根据弯矩My和弯矩Mz，确定弯矩My转换至叶轮锁定盘处的弯矩My’、弯矩Mz转换至叶轮锁定盘处的弯矩Mz’，以及弯矩My’和弯矩Mz’的合成弯矩Myz’；根据弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与合成弯矩Myz’的角度，确定合成弯矩Myz’所在扇区；根据每个扇区最大的合成弯矩Myz’对应的轮毂中心载荷数据，确定螺栓的实际极限强度。确定的螺栓实际强度较为准确。

Description

螺栓强度确定方法、系统和可读存储介质

技术领域

本发明涉及风电领域，尤其涉及一种螺栓强度确定方法、系统和可读存储介质。

背景技术

为了风机的运行安全，对于连接风机轮毂和风机主轴的螺栓，通常需要评估其在风机运行过程中承受的实际极限载荷，以及螺栓在承受实际极限载荷时对应的实际极限强度是否超过螺栓生产时设计的设计极限强度，若实际极限强度超过设计极限强度，则表示在风机的运行过程中，螺栓存在被损坏的风险，需要使用设计极限强度更大的螺栓；反之，则表示使用当前螺栓是安全的。

现在，评估得到的螺栓的实际极限强度存在不准确的问题。

发明内容

本申请提供一种螺栓强度确定方法、系统和可读存储介质，确定的螺栓实际极限强度准确性高。

本申请提供一种螺栓强度确定方法，螺栓用于连接风机的主轴、叶轮锁定盘和轮毂，所述叶轮锁定盘设置于所述主轴和所述轮毂之间，所述风机的螺栓强度确定方法包括：

获取所述风机在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据，所述轮毂中心旋转坐标系包括相交于轮毂中心的X轴、Y轴和Z轴，所述X轴沿所述主轴的轴向方向；所述Z轴与所述X轴垂直，且在所述风机的叶片轴线与轮毂旋转平面的夹角为0度时，与所述风机的其中一个叶片轴线平行，所述Y轴是基于坐标系右手法则确定的，所述轮毂中心载荷数据包括所述轮毂的中心受到的绕Y轴的弯矩My以及所述轮毂的中心受到的绕Z轴的弯矩Mz；

根据每个采样时间点对应的所述弯矩My和所述弯矩Mz，确定每个采样时间点对应的所述弯矩My转换至叶轮锁定盘处的弯矩My’、每个采样时间点对应的所述弯矩Mz转换至叶轮锁定盘处的弯矩Mz’，以及每个采样时间点对应的所述弯矩My’和所述弯矩Mz’的合成弯矩Myz’；

根据每个采样时间点对应的所述弯矩Mz’与所述合成弯矩Myz’的角度，或所述弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，分别确定相应采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的扇区，多个所述扇区依次连续排布在所述叶轮锁定盘所在的平面；及

根据每个所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，确定所述螺栓的实际极限强度。

本申请提供一种螺栓强度确定系统，包括一个或多个处理器，用于实现如上任一项所述的螺栓强度确定方法。

本申请提供一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现如上任一项所述的螺栓强度确定方法。

一些实施例中，本申请的螺栓强度确定方法确定风机在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据分别位于的扇区，进而根据每个扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，确定螺栓的实际极限强度。根据不同扇区的轮毂中心载荷数据来确定螺栓134的实际极限强度，可以避免轮毂不同位置刚度对螺栓极限强度的影响，确定的螺栓的实际极限强度更准确。

附图说明

图1是一种风机的结构示意图；

图2是本申请的一个实施例提供的螺栓强度确定方法的流程图；

图3是本申请一个实施例提供的弯矩My’、弯矩Mz’以及合成弯矩Myz’的方向示意图；

图4是本申请一个实施例提供的叶轮锁定盘所在平面的扇区划分示意图；

图5是本申请的一个实施例提供的载荷数据提取的部分流程图；

图6是本申请一个实施例提供的螺栓强度确定系统的模块框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。

图1是一种风机100的结构示意图。参见图1，风机100为风力发电机，或称作风力涡轮机。风机100包括塔架11、安装在塔架11上的机舱12、和接至机舱12的转子13。转子13包括联接至机舱12的可旋转的轮毂131和联接至轮毂131并且从轮毂131向外延伸的至少一个转子叶片132。

在一些实施例中，若转子13包括多个转子叶片132，转子叶片132围绕轮毂131间隔排布，以有利于转子13的旋转，从而使得动能能够从风能转化为可用机械能，并且随后转化为电能。

本实施例中，转子13包括三个转子叶片132。

其他一些实施例中，转子13可以包括多于或少于三个的转子叶片132。

在一些实施例中，风机100包括叶轮锁定盘14和螺栓134，机舱12包括主轴121，叶轮锁定盘14设置于主轴121和轮毂131之间，螺栓134用于连接主轴121、叶轮锁定盘14和轮毂131，如此，以实现轮毂131和主轴121的连接。通常，用于评估螺栓134实际极限强度的载荷数据源自轮毂中心旋转坐标系下的轮毂中心载荷数据。其中，轮毂中心旋转坐标系包括相交于轮毂131中心的X轴、Y轴和Z轴，X轴沿主轴121的轴向方向；Z轴与X轴垂直，且在风机100的叶片轴线133与轮毂旋转平面的夹角为0度时，与风机100的其中一个叶片轴线平行；Y轴是基于坐标系右手法则确定的。轮毂中心载荷数据包括轮毂131的中心受到的沿X轴的力Fx、沿Y轴的力Fy、沿Z轴的力Fz，以及绕X轴的弯矩Mx、绕Y轴的弯矩My、绕Z轴的弯矩Mz。

一些技术中，计算螺栓134的实际极限强度的方法是：直接将风机100在各极限工况下的轮毂中心载荷数据作为载荷输入，以确定螺栓134的实际极限强度；或者是将各极限工况下弯矩My转换为叶轮锁定盘14的弯矩My’，将弯矩Mz转换为叶轮锁定盘14的弯矩Mz’，然后根据弯矩My’和弯矩Mz’得到合弯矩Myz’，将最大的合弯矩Myz’作为载荷输入，以确定螺栓134的实际极限强度。为便于理解，表格1示例性的给出了风机100在各极限工况下的轮毂中心载荷数据，以及各极限工况下的轮毂中心载荷数据转换至叶轮锁定盘14处的弯矩Myz’。

表格1

表格1中，以第三行第三列对应的表格数据为例。第三行第三列对应的表格数据表示轮毂131的中心受到的绕X轴的弯矩Mx的最大值，第三行中的My、Mz、Fx、Fy、Fz、Myz’分别表示弯矩Mx最大时，轮毂131的中心受到的绕Y轴的弯矩My、绕Z轴的弯矩Mz、弯矩My、沿X轴的力Fx、沿Y轴的力Fy、沿Z轴的力Fz、以及转换至叶轮锁定盘14处的合弯矩Myz’。类似的，比如，第四行第三列对应的表格数据表示轮毂131的中心受到的绕X轴的弯矩Mx的最小值；第五行第四列对应的表格数据表示轮毂131的中心受到的绕Y轴的弯矩My的最大值，此处不一一阐述。

一些技术中的评估螺栓134实际极限强度的方法，是直接将表格1中My、Mz、Fx、Fy、Fz对应的值作为计算螺栓134实际极限强度的载荷输入；或将转换为叶轮锁定盘14的最大合弯矩Myz’(即表格1中的15183.98)作为计算螺栓134实际极限强度的载荷输入。由于轮毂131为非球体结构，这样计算忽略了轮毂131不同位置刚度对螺栓134强度的影响，从而导致评估得到的螺栓134的实际极限强度不准确。

图2是本申请的一个实施例提供的螺栓强度确定方法的流程图。螺栓强度确定方法包括步骤S21至步骤S24。

步骤S21，获取风机100在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据。其中，针对轮毂中心旋转坐标系以及轮毂中心载荷数据的说明，可参见图1相关描述，此处不赘述。

在一些实施例中，可以仿真生成风机100在所有可能工况下的轮毂中心载荷数据。仿真生成的轮毂中心载荷数据按照“总工况+子工况”的目录结构，存储于运行仿真软件的设备(比如电脑)内。其中，总工况和子工况是对风机100的工况划分，一个总工况包括一个或多个子工况。总工况可以是基于IEC(International Electrotechnical Commission，国际电工委员会)标准规定的总工况，比如正常湍流风、极端湍流风等。子工况是在总工况基础上，基于风速、偏航角度等参数，进一步对风机100的工况进行细分。每个子工况目录下有对应的轮毂中心载荷数据文件，用于按照采样时间的先后顺序，存储风机100在相应子工况下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据。表格2示例性的给出了其中一个轮毂中心载荷数据文件的部分数据的存储格式。

表格2

时间点(s)	Mx(kNm)	My(kNm)	Mz(kNm)	Fx(kN)	Fy(kN)	Fz(kN)
							0	399.219	442.427	-1697.37	254.923	417.099	876.531
0.05	386.278	507.351	-1903.19	260.781	447.589	856.393
							0.1	371.74	529.78	-2142.47	268.222	478.164	830.851
0.15	360.915	421.87	-2310.87	267.963	510.87	808.443

表格2中，“时间点”一列，表示采样时间点，比如第0秒、第0.05秒。从第二行开始，每一行表示对应工况下一个采样时间点对应的轮毂中心载荷数据。

在一些实施例中，获取风机100的轮毂中心载荷数据时，可以采用双重for循环的方式，依次遍历每个子工况目录下的轮毂中心载荷数据文件。其中，双重for循环中的第一个for循环用于遍历总工况目录，第二个for循环用于遍历子工况目录。如此，依次获取风机100在各个工况下的轮毂中心载荷数据。

步骤S22，根据每个采样时间点对应的弯矩My和弯矩Mz，确定每个采样时间点对应的弯矩My转换至叶轮锁定盘14处的弯矩My’、每个采样时间点对应的弯矩Mz转换至叶轮锁定盘14处的弯矩Mz’，以及每个采样时间点对应的弯矩My’和弯矩Mz’的合成弯矩Myz’。

结合参考图2可以看出，每个采样时间点对应的弯矩Mx转换至叶轮锁定盘14处的弯矩Mx’应该垂直于叶轮锁定盘14所在的平面；每个采样时间点对应的弯矩My转换至叶轮锁定盘14处的弯矩My’、每个采样时间点对应的绕Z轴的矩Mz转换至叶轮锁定盘14处的弯矩Mz’、以及弯矩My’和弯矩Mz’的合成弯矩Myz’应该位于叶轮锁定盘14所在的平面。弯矩Mx’、弯矩My’和弯矩Mz’相交于叶轮锁定盘14的中心。

结合参考图3，图3是本申请一个实施例提供的弯矩My’、弯矩Mz’以及合成弯矩Myz’的方向示意图。通过图3可以看出，弯矩My’和弯矩Mz’的大小和方向不同，合成弯矩Myz’的大小和方向不同。假设以叶轮锁定盘14的中心为圆点，根据弯矩My’和弯矩Mz’，在叶轮锁定盘14所在的平面确定一个圆周A，则基于不同的弯矩My’和弯矩Mz’的组合，合成弯矩Myz’可以指向圆周A上的任一点。为便于理解，图3中，Myz’指向的4个方向，分别表示弯矩My’和弯矩Mz’在4种组合情况下的合成弯矩Myz’的方向。从图3可以看出，合成弯矩Myz’的方向不同，与弯矩Mz’或弯矩My’之间的夹角不同。

步骤S23，根据每个采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与合成弯矩Myz’的角度，分别确定相应采样时间点的合成弯矩Myz’所在的扇区，多个扇区依次连续排布在叶轮锁定盘14所在的平面。

从图3可以看出，根据弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度确定合成弯矩Myz’所在扇区，与根据弯矩My’与合成弯矩Myz’的角度确定合成弯矩Myz’所在扇区的原理基本类似。本申请后续描述中，以根据弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度确定合成弯矩Myz’所在扇区为例进行说明。

结合参考图4，图4是本申请一个实施例提供的叶轮锁定盘14所在平面的扇区划分示意图。扇区以叶轮锁定盘14的中心为顶点。图4中，利用虚线在叶轮锁定盘14所在的平面示意性的平均划分出了3个扇区1411、1412、1413，将圆周A划分为3份。以弯矩Mz’的正方向为0度位置，按照顺时针旋转，则第一个扇区1411位于0度～120度的区域；第二扇区1412位于120度～240度的区域；第三扇区1413位于240度～360度的区域。若采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度大于0度，且小于或等于120度，则相应采样时间点的合成弯矩Myz’位于第一扇区1411；若采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度大于120度，且小于或等于240度，则相应采样时间点的合成弯矩Myz’位于第二扇区1412；若采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度大于240度，且小于或等于360度，则相应采样时间点的合成弯矩Myz’位于第三扇区1413。其中，叶轮锁定盘14所在平面的扇区可以进行预先划分，然后根据每个采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与合成弯矩Myz’的角度，分别确定相应采样时间点的合成弯矩Myz’所在的扇区。

步骤S24，根据每个扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，确定螺栓134的实际极限强度。

在一些实施例中，对于任一扇区，可以根据该扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，确定该扇区的螺栓极限强度，然后在多个扇区对应的螺栓极限强度中，将取值最大的螺栓极限强度，确定为螺栓134的实际极限强度。此处的实际极限强度表示在风机100的运行过程中，螺栓134承受实际最大载荷时对应的实际强度。基于螺栓134的实际极限强度，可用于评估螺栓134在使用过程中的安全程度。若实际极限强度大于螺栓134出厂时设计的设计极限强度，则表示螺栓134存在安全风险。和一些技术中的确定螺栓134的实际极限强度的方法相比，本申请的螺栓强度确定方法针对每个扇区的轮毂中心载荷数据，分别进行螺栓极限强度计算，考虑了轮毂131不同位置的刚度对螺栓134强度的影响，从而可以使最终确定的螺栓134的实际极限强度较为准确。

通过以上描述可知，在一些实施例中，本申请的螺栓强度确定方法根据风机100在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据，确定每个采样时间点对应的转换至叶轮锁盘处的弯矩My’、弯矩Mz’、以及弯矩My’和弯矩Mz’的合成弯矩Myz’，然后根据每个采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与合成弯矩Myz’的角度，确定合成弯矩Myz’所位于的扇区，进而根据每个扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，确定螺栓134的实际极限强度。根据不同扇区的轮毂中心载荷数据来确定螺栓134的实际极限强度，可以避免轮毂131不同位置刚度对螺栓134极限强度的影响，确定的螺栓134的实际极限强度更准确。

以下对一些实施例中的步骤S21至步骤S24进一步详细说明。

在一些实施例中，在上述步骤S21中，可以针对风机100的多个工况，分别获取每个工况下风机100在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据。基于此：

在步骤S22中，可以按照工况划分，分别确定每个工况下各采样时间点对应的弯矩My’、弯矩Mz’，以及弯矩My’和弯矩Mz’的合成弯矩Myz’。

在步骤S23中，可以按照工况划分，分别根据每个工况下各采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，确定相应工况下每个采样时间点的轮毂中心载荷数据对应合成弯矩Myz’所在的扇区。

在步骤S24中，每个扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，可以是这样确定的：根据多个工况分别在各扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，确定各扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据。

通过按照工况划分，分别对数据进行处理，单次处理的数据量较小。可以理解的是，在其他一些实施例中，也可以不按照工况划分，即所有工况的数据一起处理。

进一步的，可以基于矩阵的方法，对每个工况下的轮毂中心载荷数据分别进行处理，以达到提高处理速度的目的。结合参考图5，图5是本申请的一个实施例提供的载荷数据提取的部分流程图。

在一些实施例中，对于任一工况，可以根据该工况下的轮毂中心载荷数据，确定该工况对应的载荷矩阵J。不同的工况对应不同的载荷矩阵J。每个载荷矩阵J用于存储对应工况下的时序轮毂中心载荷数据(即按照采样时间点先后顺序产生的轮毂中心载荷数据)。载荷矩阵J至少包括6列，分别表示为J(:,1)、J(:,2)、J(:,3)、J(:,5)、J(:,6)、J(:,7)。其中，J(:,1)表示载荷矩阵J的第1列所有行，类似的，J(:,2)表示载荷矩阵J的第2列所有行，J(:,3)、J(:,5)、J(:,6)、J(:,7)同理，此处不赘述。J(:,1)、J(:,2)、J(:,3)、J(:,5)、J(:,6)、J(:,7)分别依次用于存储各采样时间点的弯矩Mx、弯矩My、弯矩Mz、力Fx、力Fy和力Fz。表格3示例性的给出了其中一个工况(例如工况1)对应的载荷矩阵J的数据存储格式。

表格3

Mx(kNm)	My(kNm)	Mz(kNm)	Fx(kN)	Fy(kN)	Fz(kN)
						399	442	-1697	254	417	876
386	507	-1903	260	447	856
						371	529	-2142	268	478	830
360	421	-2310	267	510	808
						362	227	-2380	261	542	791
379	0.59	-2403	254	565	782
						400	-198	-2341	245	588	775
417	-297	-2284	237	605	764

表格3中，每一行数据表示一个采样时间点的轮毂中心载荷数据。

进一步的，在步骤S22中，对于任一工况，可以根据该工况对应的载荷矩阵J，确定该工况下每个采样时间点对应的弯矩My’、弯矩Mz’和合成弯矩Myz’。例如，在上述表格3中，根据任一行的弯矩My的值和轮毂中心到叶轮锁定盘14的距离H，可以确定该行对应的弯矩My’的值；根据任一行的弯矩Mz的值和轮毂中心到叶轮锁定盘14的距离H，可以确定该行对应的弯矩Mz’的值；再根据任一行的弯矩My’的值、弯矩Mz’的值和轮毂中心到叶轮锁定盘14的距离H，确定该行对应的合成弯矩Myz’的值。

进一步的，在步骤S23中，对于任一工况，根据该工况下每个采样时间点的轮毂中心载荷数据、合成弯矩Myz’、弯矩Mz’与合成弯矩Myz’之间的角度或弯矩My’与合成弯矩Myz’的角度，确定该工况对应的组合矩阵L；然后根据该工况对应的组合矩阵L，确定该工况下每个采样时间点的合成弯矩Myz’所在的扇区。

在一些实施例中，一个工况对应的组合矩阵L包括采样时间点、各采样时间点对应的弯矩Mx、弯矩My、弯矩Mz、力Fx、力Fy、力Fz、弯矩Myz’以及弯矩Mz’与合成弯矩Myz’之间的角度。表格4示例性的给出了其中一个工况(例如工况1)对应的组合矩阵L的数据存储格式。

表格4

在一些实施例中，可以根据每个扇区的起始角度和结束角度，依次判断每个采样时间点对应的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’之间的角度所在的角度范围，进而合成弯矩Myz’所在的扇区。例如假设以15度为一个扇区，则第一个扇区的起始角度为0度，结束角度为15度，在上述表格4中，采样时间点0、0.05、0.2、0.25、0.35的弯矩Mz’与合成弯矩Myz’之间的角度均在0到15度的角度范围内，因此，采样时间点0、0.05、0.2、0.25、0.35的合成弯矩Myz’在第一个扇区。

在一些实施例中，在确定每个采样时间点的合成弯矩Myz’所在的扇区后，螺栓强度确定方法还包括：对于任一工况，根据该工况下每个采样时间点的合成弯矩Myz’所在的扇区，确定该工况下每个扇区分别对应的单工况扇区矩阵M其中，对于该工况下任一扇区对应的单工况扇区矩阵M，该单工况扇区矩阵M包括该工况在该扇区的合成弯矩Myz’、以及在该扇区的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据。

以上述表格4为例，假设表格4中的数据为工况1的组合矩阵L，以每15度作为一个扇区。则表格4中在采样时间点0、0.05、0.2、0.25、0.35的数据应该存储于工况1的单工况扇区矩阵M0-15中，在采样时间点0.1的数据应该存储于工况1的单工况扇区矩阵M75-90中，在采样时间点0.15的数据应该存储于工况1的单工况扇区矩阵M150-165中。表格5示例性的给出了单工况扇区矩阵M0-15的数据存储格式。

表格5

进一步的，在步骤S24中，具体可以包括如下几个子步骤：

1)对于任一扇区(例如0-15度的扇区)，根据每个工况在该扇区的单工况扇区矩阵M，确定每个工况在该扇区的单工况最大矩阵T，其中，对于该扇区的任一工况对应的单工况最大矩阵T，该工况最大矩阵T包括该工况在该扇区的最大的合成弯矩Myz’、以及该最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据。

以上述表格5为例，工况1在0-15度的扇区所对应的单工况最大矩阵T如表格6所示。

表格6

2)对于任一扇区(例如0-15度的扇区)，根据多个工况分别在该扇区的单工况最大矩阵T，确定多工况矩阵P，其中，多工况矩阵P包括多个工况分别在该扇区的最大的合成弯矩Myz’、以及该些合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据。比如以0-15度的扇区为例。表格7示例性的给出了0-15度的扇区对应的多工况矩阵P的数据存储格式。

表格7

3)根据每个扇区对应的多工况矩阵P，分别确定各扇区对应的最大扇区矩阵S，以根据最大扇区矩阵S，确定各扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据，其中，对于任一扇区对应的最大扇区矩阵S，该最大扇区矩阵S包括该扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据。

比如表格7中，在0-15度的扇区，假设工况1的合成弯矩Myz’最大，则工况1的轮毂中心载荷数据需要写入到0-15度的扇区所对应的最大扇区矩阵S中。在表格7的基础上，表格8示例性的给出了0-15度的扇区所对应的最大扇区矩阵S的数据存储格式。

表格8

在一些实施例中，可以将各个扇区对应的最大扇区矩阵S的数据进行汇总。表格9示例性的给出了汇总后的数据存储格式。

表格9

在执行完上述步骤S24后，可以将各最大扇区矩阵S中的轮毂中心载荷数据分别作为载荷输入，计算出对应的极限强度，并将取值最大的极限强度作为实际极限强度。

图6是本申请一个实施例提供的螺栓强度确定系统500的模块框图。

螺栓强度确定系统500包括一个或多个处理器501，用于实现如上描述的螺栓强度确定方法。在一些实施例中，螺栓强度确定系统500可以包括可读存储介质509，可读存储介质509可以存储有可被处理器501调用的程序，可以包括非易失性存储介质。

在一些实施例中，螺栓强度确定系统500可以包括内存508和接口507。

在一些实施例中，螺栓强度确定系统500还可以根据实际应用包括其他硬件。

本申请实施例的可读存储介质509，其上存储有程序，该程序被处理器501执行时，用于实现如上描述的螺栓强度确定方法。

本申请可采用在一个或多个其中包含有程序代码的可读存储介质509(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。可读存储介质509包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。可读存储介质509的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种螺栓强度确定方法，其特征在于，螺栓用于连接风机的主轴、叶轮锁定盘和轮毂，所述叶轮锁定盘设置于所述主轴和所述轮毂之间，所述螺栓强度确定方法包括：

获取所述风机在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据，所述轮毂中心旋转坐标系包括相交于轮毂中心的X轴、Y轴和Z轴，所述X轴沿所述主轴的轴向方向；所述Z轴与所述X轴垂直，且在所述风机的叶片轴线与轮毂旋转平面的夹角为0度时，与所述风机的其中一个叶片轴线平行，所述Y轴是基于坐标系右手法则确定的，所述轮毂中心载荷数据包括所述轮毂的中心受到的绕Y轴的弯矩My以及所述轮毂的中心受到的绕Z轴的弯矩Mz；

根据每个采样时间点对应的所述弯矩My和所述弯矩Mz，确定每个采样时间点对应的所述弯矩My转换至叶轮锁定盘处的弯矩My’、每个采样时间点对应的所述弯矩Mz转换至叶轮锁定盘处的弯矩Mz’，以及每个采样时间点对应的所述弯矩My’和所述弯矩Mz’的合成弯矩Myz’；

根据每个采样时间点对应的所述弯矩Mz’与所述合成弯矩Myz’的角度，或所述弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，分别确定相应采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的扇区，多个所述扇区依次连续排布在所述叶轮锁定盘所在的平面；及

根据每个所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，确定所述螺栓的实际极限强度。

2.如权利要求1所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述获取所述风机在轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的轮毂中心载荷数据，包括：

针对所述风机的多个工况，分别获取每个工况下所述风机在所述轮毂中心旋转坐标系下多个采样时间点的所述轮毂中心载荷数据。

3.如权利要求2所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述确定每个采样时间点对应的所述弯矩My转换至叶轮锁定盘处的弯矩My’、每个采样时间点对应的所述弯矩Mz转换至叶轮锁定盘处的弯矩Mz’，以及每个采样时间点对应的所述弯矩My’和所述弯矩Mz’的合成弯矩Myz’，包括：

按照所述工况划分，分别确定每个所述工况下各采样时间点对应的弯矩My’、弯矩Mz’，以及所述弯矩My’和所述弯矩Mz’的合成弯矩Myz’；

所述根据每个采样时间点对应的弯矩Mz’与所述合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，分别确定每个采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的所述扇区，包括：

按照所述工况划分，分别根据每个所述工况下各采样时间点对应的弯矩Mz’与所述合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，确定相应所述工况下每个采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的所述扇区。

4.如权利要求3所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述每个所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，是根据如下方法确定的：

根据多个所述工况分别在各所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，确定各所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据。

5.如权利要求4所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述螺栓强度确定方法包括：对于任一所述工况，根据该工况下的所述轮毂中心载荷数据，确定该工况对应的载荷矩阵J；

所述按照所述工况划分，分别确定每个所述工况下各采样时间点对应的弯矩My’、弯矩Mz’，以及所述弯矩My’和所述弯矩Mz’的合成弯矩Myz’，包括：

对于任一所述工况，根据该工况对应的所述载荷矩阵J，确定该工况下每个采样时间点对应的弯矩My’、弯矩Mz’和合成弯矩Myz’。

6.如权利要求4所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述按照所述工况划分，分别根据每个所述工况下各采样时间点对应的弯矩Mz’与所述合成弯矩Myz’的角度，或弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，确定相应所述工况下每个采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的所述扇区，包括：

对于任一所述工况，根据该工况下每个采样时间点的所述轮毂中心载荷数据、所述合成弯矩Myz’、弯矩Mz’与所述合成弯矩Myz’之间的角度或弯矩My’与所述合成弯矩Myz’的角度，确定该工况对应的组合矩阵L；

根据该工况对应的组合矩阵L，确定该工况下每个采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的所述扇区。

7.如权利要求6所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述螺栓强度确定方法还包括：对于任一所述工况，根据该工况下每个采样时间点的所述合成弯矩Myz’所在的所述扇区，确定该工况下每个所述扇区分别对应的单工况扇区矩阵M，其中，对于该工况下任一所述扇区对应的所述单工况扇区矩阵M，该单工况扇区矩阵M包括该工况在该扇区的所述合成弯矩Myz’、以及在该扇区的所述合成弯矩Myz’对应的采样时间点的轮毂中心载荷数据；

所述根据多个所述工况分别在各所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，确定各所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，包括：

对于任一所述扇区，根据每个工况在该扇区的所述单工况扇区矩阵M，确定每个工况在该扇区的单工况最大矩阵T，其中，对于该扇区的任一工况对应的所述单工况最大矩阵T，该单工况最大矩阵T包括该工况在该扇区的最大的合成弯矩Myz’、以及该最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据；

根据多个工况分别在该扇区的单工况最大矩阵T，确定多工况矩阵P，其中，所述多工况矩阵P包括多个工况分别在该扇区的最大的合成弯矩Myz’、以及该些合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据；

根据每个所述扇区对应的所述多工况矩阵P，分别确定各所述扇区对应的最大扇区矩阵S，以根据所述最大扇区矩阵S，确定各所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，其中，对于任一所述扇区对应的所述最大扇区矩阵S，该最大扇区矩阵S包括该扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据。

8.如权利要求1所述的螺栓强度确定方法，其特征在于，所述根据每个所述扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，确定所述螺栓的实际极限强度，包括：

对于任一所述扇区，根据该扇区的最大的合成弯矩Myz’对应的采样时间点的所述轮毂中心载荷数据，确定该扇区的螺栓极限强度；

在多个所述扇区对应的所述螺栓极限强度中，将取值最大的所述螺栓极限强度，确定为所述螺栓的实际极限强度。

9.一种螺栓强度确定系统，其特征在于，包括一个或多个处理器，用于实现如权利要求1-8中任一项所述的螺栓强度确定方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的螺栓强度确定方法。

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