基于疲劳累积损伤理论的抽水蓄能电站顶盖螺栓疲劳分析

张 法，葛新峰，王宁宁，张 敬，宋海峰，化洪昌，潘 虹，郑圣义

（1.国网新源控股有限公司回龙分公司，河南省南阳市 473000；2.河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 210098）

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顶盖螺栓的疲劳破坏往往会造成重大经济损失和人员伤亡，俄罗斯萨扬-舒申斯克水电站事故的直接原因是超负荷运转导致2号水轮机剧烈振动，机组顶盖固定螺栓发生疲劳破坏，2号水轮机上盖及转子射出，水柱从水轮机处的空腔喷入主厂房，淹没主厂房发电机层及下面各层。研究顶盖螺栓疲劳特性对于水电机组安全运行具有重要意义。

很多国内外学者都对螺栓的疲劳特性进行了研究，并建立了一些疲劳寿命预测的方法或标准。邓鑫等[1]采用有限元法对顶盖法兰的刚强度进行了对比分析，并且通过采用不同工况下顶盖连接螺栓的应力幅耦合为载荷谱并结合相关标准，建立了一套方便可行的顶盖连接螺栓疲劳分析与预测的方法；苏启奖等[2]从螺栓松动入手，采用了一种基于线性分类器的螺栓识别方法，通过预紧力控制的方式，实现了螺栓的识别定位、对准控制和紧固作业；周志鸿等[3]介绍了几种计算承受交变载荷的螺栓疲劳强度的方法：按照最小应力保持不变、按照应力比保持不变、按照应力幅、按疲劳损伤累积假说理论计算以及有限元法计算；M.A. Laribi等[4]强调了单调损伤与疲劳寿命之间的实验联系，提出了一种新的疲劳寿命预测方法，该方法采用了微机械损伤模式，其中局部损伤准则涉及单调加载损伤预测。……