[發明專利]風機底架極限強度校核的計算方法

在審

• 申請號: 201310278343.X
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103324805A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 李博超;劉衍選;蔡曉峰;趙炳勝
• 申請（專利權）人: 沈陽華創風能有限公司;青島華創風能有限公司;通遼華創風能有限公司;寧夏華創風能有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 呂敏

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種底架極限強度校核的計算方法，是校核風機底架的一種更通用方法，可以廣泛用于多種結構風機底架的極限強度校核。

背景技術

現在兆瓦級風機底架主要采用有限元計算，在主軸與主軸承的邊界上，才有一體或者綁定的處理方法，這種邊界條件使風機的整個傳力關系的模擬與實際的風機的傳力關系有一定的偏差。沒有體現出軸承在傳力關系上的只承受壓力不承受拉力的非線性關系。得到的底架極限強度也不準確。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種更準確的風機底架極限強度校核的計算方法。它通過有限元分析軟件計算，以解決風機底架的強度安全問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種風機底架極限強度校核的計算方法，采樣有限元分析軟件作為平臺實施建模，進行有限元網格劃分，設置連接結構載荷和邊界條件，進行計算，得到底架的受力情況，所述設置連接結構載荷和邊界條件，具體為：在輪轂中心、軸承中心處建立節點，用三維梁單元連接起來，模擬主軸傳遞載荷；在主軸承座中心點與主軸承內圈表面單元采用只承受壓力的link單元連接。

進一步地，所述的建模過程具體為：所述對底架、主軸和軸承幾何模型進行有限元網格劃分，具體如下：對于各連接部件、主軸采用三維梁單元，軸承和底架采用四面體單元或者六面體單元劃分網格。

進一步地，所述四面體或者六面體單元進行網格劃分的單元為50～100mm。

進一步地，所述三維梁單元進行網格劃分，每個螺桿劃分為15～20分單元。

進一步地，采用只承受壓力的Link單元連接主軸和主軸承。

進一步地，所述有限元模型計算求解采用非線性求解的計算方法，得到底架應力大小和危險位置，將該值與底架許用值比較，校核底架強度。

本發明的有益效果為：

1.本發明可以對風機底架進行極限強度校核，適用性非常廣。

2.本發明計算過程簡單易行，便于實施。

3.本發明對于底架的受力關系模擬準確，體現的主軸承的非線性傳力關系。

附圖說明

圖1為本發明中建立邊界條件設置的模型示意圖。

圖中：1.主軸，2.主軸承，3.底架，4.link單元。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。

實施例：本發明的計算方法采用ANSYS（有限元分析軟件）為實施工具，本例以某風機底架極限強度校核的方法進行具體說明，如圖1所示，其計算方法包括如下步驟：

第一步：建立主軸、底架和主軸承幾何模型：在三維軟件里，建立底架和主軸承三維模型；使用梁單元建立主軸部分。

第二步：對底架和主軸承模型進行有限元網格劃分：各連接部件單元設置情況詳見表1；采用四面體或者六面體單元進行網格劃分，同時，單元大小為50～100mm；對于線單元采用三維梁單元進行網格劃分，其半徑為主軸的半徑尺寸，同時，每個主軸劃分為15～20分單元。

表1有限元單元設置

第三步：連接結構載荷和邊界條件設置：在輪轂中心，軸承中心處建立節點，用三維梁單元連接起來，模擬主軸傳遞載荷。在主軸承座中心點與主軸承內圈表面單元用只承受壓力的link單元連接起來。

第四步：有限元模型計算求解并查看結果：采用ANSYS有限元軟件，通過牛頓-拉普森算法，進行非線性分析計算，計算后顯示底架應力大小和危險位置，將該值與底架材料許用值比較便可校核底架強度。