Caractéristiques de fatigue des rivets structuraux à haute résistance pour les connexions à bride annulaire des tours d'éoliennes

FAN Ke ,  

DAI Kaoshan ,  

HENG Junlin ,  

WANG Rui ,  

LIAO Guangming ,  

摘要

Les rivets structuraux à haute résistance présentent des avantages tels qu'une force de précontrainte stable, une excellente performance anti-desserrage, une grande résistance à la fatigue et à la rupture retardée, et sont susceptibles de remplacer les boulons à haute résistance actuellement utilisés pour les connexions à bride annulaire des tours d'éoliennes. Cependant, leurs performances en fatigue dans les brides nécessitent encore des recherches et des tests. Pour les connexions à bride annulaire utilisant des rivets structuraux à haute résistance, des essais comparatifs de fatigue sur modèles et une analyse numérique fine ont été réalisés afin d'étudier leurs caractéristiques de fatigue et leurs mécanismes de dégradation. Sur la base des caractéristiques de transmission de charge des brides annulaires et sur la base d'essais statiques de traction, des essais de fatigue ont été menés sur 12 modèles, comprenant 6 pièces avec boulons à haute résistance et 6 pièces avec rivets à haute résistance; combiné à la méthode d'évaluation de la fatigue SWT basée sur la déformation locale, une analyse numérique multi-échelle précise a été effectuée. Les résultats montrent que les défaillances par fatigue des deux types d'éprouvettes apparaissent généralement au premier filetage; après 2 millions de cycles de charge, la résistance moyenne à la fatigue équivalente des éprouvettes avec rivets à haute résistance était de 68,9 MPa, soit une augmentation d'environ 32,2 % par rapport aux boulons à haute résistance à 52,1 MPa; la filetage plus doux entre les rivets haute résistance et la bague ainsi que la plus grande surface de contact entre les filets internes et externes permettent de réduire efficacement la concentration des contraintes à la base des filetages, améliorant ainsi la résistance à la fatigue. Lors du calcul de la fatigue des connexions à bride annulaire utilisant des rivets structuraux à haute résistance, la classe de résistance à la fatigue des rivets peut être prise comme FAT 56, avec un coefficient d'exposant m=3.

关键词

Tours éoliennes;Connexions à bride annulaire;Rivets structuraux à haute résistance;Boulons à haute résistance;Performance en fatigue;Essais de modèles;Analyse numérique

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