某抽水蓄能电站的顶盖螺栓发生断裂,通过螺栓断口分析可以发现,大部分螺栓存在疲劳裂纹, 疲劳裂纹均起源于螺纹根部,裂纹源形成的尖端应力集中使螺栓发生断裂。为了分析螺栓断裂的原因,对螺栓的直径进行复核计算,通过计算可以发现,在满足预紧要求的前提下,螺栓的直径偏小,其疲劳强度计算安全系数偏小是螺栓发生疲劳破坏的根本原因。通过增大螺栓直径可以既满足螺栓设计预紧要求,也满足螺栓的疲劳设计要求。
Abstract
Fractures were found in the header bolts of a pumped storage power station. According to bolt fracture analysis, fatigue cracks originated in the thread root were found in most of the bolts. Tip stress concentration induced by the source of cracks led to bolt fracture. To analyze the cause of bolt fracture, the diameter of the bolt was calculated and checked. It was found that the bolt diameter was small when the preloaded condition of the bolts was satisfied, and the fatigue strength calculation safety factor was small as well, which would lead to fatigue damage. Increasing the bolt diameter could not only meet the bolt preloading requirement, and also meet the requirement of bolt fatigue design.
关键词
抽水蓄能电站 /
顶盖螺栓 /
断裂 /
疲劳 /
预紧安全系数 /
疲劳强度计算安全系数
Key words
pumped storage power station /
header bolt /
fracture /
fatigue /
preloaded safety factor /
safety factor of fatigue strength
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参考文献
[1] 王国秉.关于俄罗斯舒申斯克水电站事故的思考[J].山西水利科技,2010,(2):1-5,15.
[2] 杨建东,赵 琨,李 玲,等. 浅析俄罗斯萨扬-舒申斯克水电站7 号和9 号机组事故原因[J].水利发电学报,2011,30(4):226-234.
[3] 石 虹. 高强度螺栓失效若干因素的研究[D].沈阳:东北大学,2012.
[4] 李 莉. 机械零件疲劳强度若干问题的研究[D]. 沈阳:东北大学,2009.
[5] 张 渊.在役螺栓球网架结构M39高强度螺栓的疲劳分析与试验验证[D].太原:太原理工大学,2015.
[6] 刘丽君.螺栓球节点网架用高强螺栓的疲劳影响因素及缺口效应分析[D]. 太原:太原理工大学,2003.
[7] 欧阳卿.高强螺栓受力及疲劳性能研究[D].长沙:湖南大学,2013.
[8] 廖景娱. 金属构件失效分析[M]. 北京:化学工业出版社,2003.
[9] 钟群鹏,赵子华.断口学[M].北京:高等教育出版社,2006.
[10]任春红.对螺纹连接预紧力控制方法的分析[J]. 煤矿机械,2005,(6):43-44.
[11]姜小兰,曾 平,孙绍文.三峡升船机螺母柱结构仿真模型试验研究[J].raybet体育在线
院报,2011,28(1):61-65.
[12]濮良贵,陈国定,吴立言. 机械设计[M].北京:高等教育出版社,2013.
[13]浦 毅. 受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接总拉力分析[J]. 农业装备与车辆工程,2011,(8):53-55.
[14]陈立德. 机械设计基础[M]. 北京:高等教育出版社,2001.
[15]刘莉莉,张德豫. 螺栓疲劳强度计算的再分析[J]. 焦作矿业学院学报,1995,14(2):55-61.
[16]焦晋峰.基于累积损伤及断裂力学理论的高强螺栓疲劳寿命估算[D]. 太原:太原理工大学,2005.
[17]袁伟杰.钢轨接头螺栓的疲劳失效特性分析及寿命估算研究[D].沈阳:东北大学,2011.
[18]周志鸿,李 静. 螺栓疲劳强度计算方法的对比与选择[J].凿岩机械气动工具,2005,(4):6-10.