[發明專利]一種風力發電機組主機架強度有限元計算方法

在審

• 申請號: 201810235901.7
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108547740A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 趙鵬
• 申請（專利權）人: 內蒙古久和能源裝備有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D7/02;F03D15/00;F03D80/70;G06Q50/06
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，包括：

通過對載荷及結構受力形式的分析，確定傳力路徑上的受力部件，建立三維模型，形成完整裝配體；

對主機架及所述受力部件進行特征簡化及結構離散，形成有限元網格模型，并分別設置所述受力部件的材料屬性；

對主機架及所述受力部件間的連接關系進行簡化，模擬偏航制動器及偏航電機；

對所述有限元網格模型施加預定的極限工況載荷和邊界條件，形成完整的主機架強度分析有限元模型；

根據所述主機架強度分析有限元模型獲得主機架的應力應變狀態；

其中，所述受力部件包括主軸、主軸承、軸承座、塔筒、塔頂法蘭、齒輪箱支座、偏航制動盤、偏航制動器、偏航軸承。

2.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對主機架及所述受力部件間的連接關系進行簡化，包括：

主軸與主軸承建立綁定約束、主軸承與軸承座建立綁定約束、軸承座與主機架建立綁定約束、齒輪箱支座與主機架建立綁定約束、偏航軸承與主機架建立綁定約束、偏航制動器與主機架建立綁定約束。

3.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對主機架及所述受力部件間的連接關系進行簡化，模擬偏航制動器的方法包括：

在偏航制動器與上偏航摩擦片間建立兩個節點，其中一個節點與偏航制動器采用MPC連接，另一個節點與上偏航摩擦片采用MPC連接，同時在這兩個節點間建立連接單元Translater；在偏航制動器與下偏航摩擦片間建立兩個節點，其中一個節點與偏航制動器采用MPC連接，另一個節點與下偏航摩擦片采用MPC連接，同時在這兩個節點間建立連接單元Translater；

在所述上偏航摩擦片、所述下偏航摩擦片與所述偏航制動盤間建立接觸關系并設置相應的額定摩擦系數，并分別在所述上偏航摩擦片的上表面與所述下偏航摩擦片的下表面施加額定工作壓力，模擬活塞的制動壓力。

4.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對主機架及所述受力部件間的連接關系進行簡化，模擬偏航電機的方法包括：

分別在每個偏航電機安裝孔的中心建立一個中心節點，安裝孔內的節點與中心節點間采用Beam連接；分別在每個偏航電機的偏航小齒水平中心建立一個節點，并與偏航軸承上與偏航電機的偏航小齒嚙合部位的垂直方向的一列節點采用MPC連接。

5.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對主機架及所述受力部件間的連接關系進行簡化時，對主軸承與偏航軸承的滾子模擬方法包括：按照滾子數目，在對應位置采用只受壓的Gap單元進行模擬。

6.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對主機架及所述受力部件間的連接關系進行簡化時，對主軸與齒輪箱支座的連接模擬方法包括：在兩側齒輪箱支座中心建立一個節點，分別與主軸安裝端面及兩側齒輪箱支座采用MPC連接。

7.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對所述有限元網格模型施加預定的極限工況載荷包括：

施加輪轂中心不同工況的極限載荷，在輪轂中心建立節點，在該節點上施加載荷，采用MPC將此點與主軸法蘭端面節點連接。

8.根據權利要求1所述的風力發電機組主機架強度有限元計算方法，其特征在于，對所述有限元網格模型施加邊界條件包括：在塔筒底部全約束。