[發明專利]一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法

在審

• 申請號: 202110292054.X
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112989662A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李良榮;朱美玲;李洲;曾雨田
• 申請（專利權）人: 湖南南方宇航高精傳動有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/20;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務所(普通合伙) 43105
• 代理人: 肖美哲

1.一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：在SolidWorks軟件中建立柔性銷結構零部件的詳細三維幾何模型；

步驟二：將零部件的詳細三維幾何模型以step、iges或stl的數據格式導入到有限元軟件中，在有限元軟件中對零件進行前處理和求解計算；所述前處理步驟包括單元類型設置劃分--設置材料屬性--進行零件裝配--定義零件間的接觸關系--加載、約束--定義計算工況、分析步、輸出結果參數和計算作業名--提交求解計算；

步驟三：對計算結果進行后處理：查看各零件計算應力、應變、位移結果。

2.根據權利要求1所述的一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法，其特征在于，所述步驟一中在SolidWorks軟件中建立柔性銷結構零部件的詳細三維幾何模型；具體包括：

S11：所述詳細三維幾何模型表現為建立柔性銷、柔性銷套、行星架、齒圈、行星輪、太陽輪、行星輪軸承外圈、行星輪軸承滾子、行星輪軸承內圈的幾何三維模型；其中，剔除非應力集中區的小倒角、小孔；

S12：在SolidWorks軟件中進行零件裝配，將零件三維模型以step、iges或stl的數據格式導出。

3.根據權利要求1所述的一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法，其特征在于，所述步驟二中將零部件的詳細三維幾何模型以step、iges或stl的數據格式導入到有限元軟件中，在有限元軟件中對零件進行前處理和求解計算；具體包括：

S21：在有限元軟件中導入零部件的詳細三維幾何模型進行幾何處理、定義材料屬性、定義單元類型、劃分單元；

S22：柔性銷、柔性銷套使用六面體單元，行星架使用1次四面體單元，再進行零件裝配；

S23：根據零件間的連接情況定義零件間的接觸關系，柔性銷與行星架銷孔間、柔性銷與柔性銷套孔間按最大或最小過盈量設置過盈接觸關系；

S24：定義載荷和約束邊界條件：計算模型包含柔性銷、柔性銷套、行星架、齒圈、行星輪、太陽輪、行星輪軸承外圈、行星輪軸承滾子、行星輪軸承內圈等零件，零件間的連接關系根據設計圖紙或制造和使用實際情況進行接觸過盈及綁定處理，外力集中施加于行星架安裝面上，太陽輪安裝面固定約束；

S25：定義載荷工況、分析步，設置要輸出的結果參數，定義計算作業名稱，并提交求解計算得到計算結果文件。

4.根據權利要求1所述的一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法，其特征在于，所述步驟三中對計算結果進行后處理：查看各零件計算應力、應變、位移結果；具體包括：

S31：導入計算結果文件，對計算結果進行后處理；所述后處理包括查看各零件的VonMises應力云圖；計算柔性銷、銷套與行星架之間的位移情況；查看柔性銷與行星架之間的開口情況。

5.根據權利要求4所述的一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法，其特征在于，所述查看柔性銷與行星架之間的開口情況，具體步驟為：

獲取柔性銷與行星架接觸區的壓力，并標記為N1；若N1大于0Mpa，則表示沒出現開口，即柔性銷與行星架在接觸區沒有脫開現象。

6.根據權利要求1所述的一種風電齒輪箱柔性銷結構的有限元計算方法，其特征在于，所述詳細三維幾何模型表現為建立柔性銷、柔性銷套、行星架、齒圈、行星輪、太陽輪、行星輪軸承外圈、行星輪軸承內圈的幾何三維模型；將軸承內外圈分別與軸承中心點進行耦合處理，并施加從傳動仿真軟件計算得到的相應工況下的軸承剛度。