本发明涉及风力发电，具体而言涉及一种风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法。
背景技术：
1、叶根连接螺栓作为风力发电机组的关键连接螺栓，随着风电机组发电功率的增加，叶根连接螺栓强度受到了更多的关注。实际工程中常采用有限元法计算结构强度。叶根连接螺栓用于连接叶片与变桨轴承，用于螺栓校核的有限元模型需包括叶片、叶根法兰、变桨轴承、轮毂。通过一般建模方法建立整体计算模型，叶片复合材料建模复杂，轴承滚道与滚子的接触关系难以模拟，模型的非线性程度较高，整个模型计算量庞大，模型计算常常难以收敛，调试耗费时间长，影响机组开发进度。并且螺栓受力状态对接触面状态与接触算法较为敏感，有限元软件的默认接触设置在疲劳载荷较为集中的低应力水平下的计算精度较差，但受限于计算资源，无法进行高精度的接触状态计算。
技术实现思路
1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
2、为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，包括：
3、根据对叶根螺栓的受力分析，将用于叶根螺栓疲劳强度计算的三维模型进行简化处理，基于简化后的三维模型建立有限元模型，对有限元模型进行网格划分并定义叶根螺栓及其连接部件的材料属性；
4、设置有限元模型的各个部件之间的连接关系；
5、设置边界条件，分多个载荷步进行加载计算；
6、提取并计算叶根螺栓载荷比随叶根弯矩的变化曲线；
7、根据所述变化曲线对叶根疲劳载荷进行插值，得到叶根螺栓疲劳载荷，结合叶根螺栓几何结构尺寸得出螺栓危险截面所受的应力循环并进行平均应力修正；
8、结合叶根螺栓的s-n曲线，利用线性累计损伤准则计算叶根螺栓的疲劳损伤。
9、进一步地，所述根据对叶根螺栓的受力分析，将用于叶根螺栓疲劳强度计算的三维模型进行简化处理，包括：去除对叶根螺栓受力影响较小的几何特征，根据几何结构切分出单个叶根螺栓受力模型，保留叶根螺栓在叶片内部的几何结构，去除叶根螺栓及螺纹套的螺纹特征。
10、进一步地，所述根据几何结构切分出单个叶根螺栓受力模型，包括：结合叶片根部的受力传递路径，对叶根螺栓的受力分析，找到受力最恶劣的叶根螺栓，并针对该叶根螺栓切分出单个叶根螺栓受力模型。
11、进一步地，所述进行网格划分并定义叶根螺栓及其连接部件的材料属性，包括：
12、将叶根螺栓采用六面体单元进行网格划分；
13、叶片采用各项异性的线弹性材料本构模型，其余材料使用钢或铸铁材料属性。
14、进一步地，所述设置有限元模型的各个部件之间的连接关系，包括：
15、叶片与叶根法兰、叶根法兰与变桨轴承、变桨轴承与轮毂之间均采用摩擦接触，叶根螺栓螺纹啮合关系采用绑定接触，叶片内部各零部件之间采用共节点的方式连接；
16、根据赫兹接触理论得出变桨轴承滚子的接触刚度曲线，并基于接触刚度曲线，采用多个非线性弹簧单元模拟滚子，滚子通过刚性耦合与上下滚道接触面连接，弹簧滚子设置为只受拉不受压。
17、进一步地，所述设置边界条件，分多个载荷步进行加载计算，包括：对切分出的单个叶根螺栓模型两侧的切割边界上施加对称接触条件，轮毂假体底部施加全约束；
18、将极限载荷等效为叶片端部所受轴向力，在叶片端部分多个载荷步逐渐施加等效载荷，通过有限元软件对有限元模型进行非线性求解计算。
19、进一步地，所述通过有限元软件对有限元模型进行非线性求解计算，包括：对有限元模型关键接触面的接触刚度进行限制，以降低接触穿透量。
20、进一步地，所述有限元模型关键接触面包括叶片与叶根法兰之间以及叶根法兰与变桨轴承之间的摩擦接触面。
21、进一步地，所述提取并计算叶根螺栓载荷比随叶根弯矩的变化曲线，包括：有限元求解完成后，通过有限元后处理，提取出叶根螺栓缩颈段的应力，通过下述公式计算叶根螺栓在不同弯矩下的载荷比例：
22、
23、其中σb为叶根螺栓缩颈位置的应力，σpre为叶根螺栓在最小预紧力下的应力，σf为弯矩等效出的轴向力全部作用到叶根螺栓上产生的应力。
24、现有技术的叶根螺栓强度计算在疲劳载荷较为集中的低应力载荷区间，受制于计算资源，接触面状态的准确性相对较差，进而影响螺栓的受力状态。本发明基于简化的三维模型建立有限元模型，使模型计算量减小，模型的收敛性提高，因此能够对接触面刚度与接触算法进行详细的限定，使接触状态更加符合实际，提高了螺栓受力计算的准确性。
1.一种风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述根据对叶根螺栓的受力分析，将用于叶根螺栓疲劳强度计算的三维模型进行简化处理，包括：去除对叶根螺栓受力影响较小的几何特征，根据几何结构切分出单个叶根螺栓受力模型，保留叶根螺栓在叶片内部的几何结构，去除叶根螺栓及螺纹套的螺纹特征。
3.根据权利要求2所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述根据几何结构切分出单个叶根螺栓受力模型，包括：结合叶片根部的受力传递路径，对叶根螺栓的受力分析，找到受力最恶劣的叶根螺栓，并针对该叶根螺栓切分出单个叶根螺栓受力模型。
4.根据权利要求1所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述进行网格划分并定义叶根螺栓及其连接部件的材料属性，包括：
5.根据权利要求1所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述设置有限元模型的各个部件之间的连接关系，包括：
6.根据权利要求2所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述设置边界条件，分多个载荷步进行加载计算，包括：对切分出的单个叶根螺栓模型两侧的切割边界上施加对称接触条件，轮毂假体底部施加全约束；
7.根据权利要求6所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述通过有限元软件对有限元模型进行非线性求解计算，包括：对有限元模型关键接触面的接触刚度进行限制，以降低接触穿透量。
8.根据权利要求7所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述有限元模型关键接触面包括叶片与叶根法兰之间以及叶根法兰与变桨轴承之间的摩擦接触面。
9.根据权利要求1所述的风电机组叶根螺栓疲劳强度计算方法，其特征在于，所述提取并计算叶根螺栓载荷比随叶根弯矩的变化曲线，包括：有限元求解完成后，通过有限元后处理，提取出叶根螺栓缩颈段的应力，通过下述公式计算叶根螺栓在不同弯矩下的载荷比例：
