[發(fā)明專(zhuān)利]一種風(fēng)電齒輪箱強(qiáng)度校核及優(yōu)化的方法、系統(tǒng)和存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110941397.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113705042A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建國(guó);周歡;沈健;賀業(yè)成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德力佳傳動(dòng)科技（江蘇）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/23
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/23;G06F30/17;G06F119/02;G06F119/14;G06F119/18
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了風(fēng)電齒輪箱強(qiáng)度校核及優(yōu)化的方法、系統(tǒng)和存儲(chǔ)介質(zhì)，本發(fā)明通過(guò)有限元軟件對(duì)建模后的風(fēng)電齒輪箱中支撐軸及支撐軸孔所收的應(yīng)力進(jìn)行模擬和測(cè)試，對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而保證最終能夠得到滿(mǎn)足需求的支撐軸與支撐軸孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高風(fēng)電齒輪箱的工作壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電齒輪箱強(qiáng)度校核及優(yōu)化的方法、系統(tǒng)和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

風(fēng)能是可再生能源中具有代表性的一種，它對(duì)保護(hù)環(huán)境和維持生態(tài)平衡，以及減少對(duì)常規(guī)能源依賴(lài)和改善能源結(jié)構(gòu)有重要意義。風(fēng)電機(jī)組工作原理為葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能輸入到電網(wǎng)。其中傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性就顯得尤為重要。風(fēng)電機(jī)組停機(jī)案例中，傳動(dòng)鏈的故障占很大比例。所以，傳動(dòng)系統(tǒng)能夠更可靠的工作是延長(zhǎng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電時(shí)間的重要措施。

因此有必要針對(duì)風(fēng)電齒輪箱中的傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試優(yōu)化，選取強(qiáng)度結(jié)構(gòu)最優(yōu)的方案，確保傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，針對(duì)這一問(wèn)題本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)電齒輪箱強(qiáng)度校核及優(yōu)化的方法、系統(tǒng)和存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠?qū)︼L(fēng)電齒輪箱中的支撐軸以及支撐軸孔的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)并且優(yōu)化，最終得到符合要求的支撐軸及支撐軸孔的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種風(fēng)電齒輪箱強(qiáng)度校核及優(yōu)化的方法，具體包括以下步驟：

S1：利用制圖軟件構(gòu)建風(fēng)電齒輪箱的幾何模型；

S2：將幾何模型導(dǎo)入有限元軟件，建立有限元模型；

S3：在有限元軟件中定義風(fēng)電齒輪箱各個(gè)部件的單元類(lèi)型；

S4：定義風(fēng)電齒輪箱各個(gè)部件的材料屬性；

S5：對(duì)有限元模型施加載荷，使風(fēng)電齒輪箱中前軸承座和后軸承座承受彎矩，一級(jí)齒圈承受扭矩；

S6：對(duì)有限元模型施加約束，對(duì)支撐軸兩側(cè)進(jìn)行固定；

S7：將有限元模型提交至有限元軟件進(jìn)行求解，提取支撐軸應(yīng)力，對(duì)比支撐軸材料許用用力，評(píng)估支撐軸斷裂風(fēng)險(xiǎn)；提取扭力臂支撐軸孔應(yīng)力，對(duì)比扭力臂材料許用用力，評(píng)估扭力臂支撐軸孔壓潰風(fēng)險(xiǎn)；

S8：根據(jù)支撐軸斷裂風(fēng)險(xiǎn)以及扭力臂支撐軸孔壓潰風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果，對(duì)于存在風(fēng)險(xiǎn)的支撐軸或者支撐軸孔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；

S9：重復(fù)S1-S7的流程，將優(yōu)化后的支撐軸斷裂風(fēng)險(xiǎn)以及扭力臂支撐軸孔壓潰風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果與優(yōu)化前的進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)優(yōu)化方案。

作為優(yōu)選，所述S1中幾何模型包括有支撐軸、扭力臂、齒圈和中箱體。

作為優(yōu)選，所述S3中風(fēng)電齒輪箱各個(gè)部件的單元類(lèi)型均采用實(shí)體單元。

作為優(yōu)選，所述S7中對(duì)支撐軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化為通過(guò)采用光軸結(jié)構(gòu)的支撐軸取代傳統(tǒng)階梯結(jié)構(gòu)的支撐軸；所述對(duì)支撐軸孔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化為在支撐軸孔與齒圈連接的位置設(shè)置卸載槽。

作為優(yōu)選，所述卸載槽為剖面是圓弧形的凹槽。

有益效果：

(1)、本發(fā)明通過(guò)有限元分析法，分析支撐軸和支撐軸孔的應(yīng)力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的測(cè)試，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。

(2)、本發(fā)明通過(guò)將傳統(tǒng)的階梯結(jié)構(gòu)的支撐軸用光軸替代，解決了應(yīng)力集中的問(wèn)題，降低了支撐軸所承受的應(yīng)力；

(3)、本發(fā)明通過(guò)卸載槽的設(shè)置，減小了支撐軸孔口的應(yīng)力，降低了支撐軸孔壓潰的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是風(fēng)電齒輪箱在有限元軟件內(nèi)有限元模型示意圖；

圖2是有限元模型施加載荷時(shí)前軸承座和后軸承座承受彎矩受力示意圖；