一种风力发电机组轮毂强度计算方法技术

一种风力发电机组轮毂强度计算方法，通过现有的有限元软件为平台实施建模，最后定义各个部件材料属性，进行计算，得出变形及应力云图，建模过程中主要包括将首先通过在有限元软件中进行建模，将轮毂承和主轴采用实体单元模拟；此外，还包括在主轴施加全部约束；本发明专利技术有益效果为：有利于精准的计算轮毂的强度性能，且可同时计算多个工况，有利于节省时间、节约成本，非常适于大范围推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及。
技术介绍
轮毂是风力发电机中连接主轴和叶片的关键部件承担抵抗风载、传递转矩的作用，这对轮毂强度提出了很高的要求。为了满足强度要求，一般都是用材料力学、理论力学和弹性力学所提供的公式来算进行分析计算，而其中有许多简化条件使计算精度很低。为了确保轮毂的安全可靠运行，常采用加大安全系数的方法，但其结果是结构尺寸加大、浪费材料、有时还会造成结构性能的降低。有些轮毂设计得非常笨重而巨大，轮毂过重增加了制造成本，同时转动惯量过大增加了系统控制难度。因为对轮毂进行精确的优化设计和精确的强度分析尤为重要。采用联合分析的方法，利用UG软件和ANSYS有限元分析软件对风力发电机轮毂进行了强度计算和受力分析。通过UG软件作出轮毂的模型图，根据作图的方法和步骤对模型图进行了参数化设计。并将UG模型图转化成格式再导入ANSYS分析软件中进行有限元分析。分析结果表明:该方法能够比较准确地反映轮毂受力和变形情况，与理论估算相比具有计算精确、轮毂结构布局合理、重量轻、修改方便等优点。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术的目的是提供，从而有利于能够更加精准计算轮毂的强度性能，且可同时计算多个工况，扩大适用范围。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现:，通过现有的有限元软件为平台实施建模，最后定义各个部件材料属性，进行计算，得出变形及应力云图，建模过程中主要包括以下步骤:(I)首先，将轮毂模型通过软件分割出来子模型；(2)其次，把变浆轴承的内圈外圈和滚子组成一个整体，实现一体化；(3)通过接触单把轮毂分别和主轴、变桨轴承连接起来。(4)轮毂采用实体单元S0LID187 ;主轴和变桨轴承采用无中间节点的实体单元S0LID185(5)叶片根部中心载荷加到三个叶片根部中心，三个中心分部建立三节点，节点通过MPC单元与叶片和变桨轴承接触面建立刚度连接。本专利技术所述的风力发电机组轮毂强度计算方法的有益效果为:所执行步骤首先通过在有限元软件中进行建模，将轮毂承、主轴和变桨轴承采用实体单元模拟；此外，还包括在叶片根部中心节点施加载荷，对主轴施加全部约束；最后定义各个部件材料属性，计算得出变形及应力云图；插值计算得到子模型的应力云图，从而有利于精准的计算轮毂的强度性能，且可同时计算多个工况，有利于节省时间、节约成本，非常适于大范围推广。【附图说明】下面根据实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术实施例所述风力发电机组轮毂强度计算方法的计算模型；图2是本专利技术实施例所述风力发电机组轮毂强度计算方法的细节模型。图3是本专利技术实施例所述风力发电机组轮毂强度计算方法的子模型。图中:1、轮毂；2、偏航轴承；3、主轴；4、轮毂与偏航轴承接触单元；5、轮毂与主轴接触单元；6、变桨轴承单元和叶根接触；7、子模型【具体实施方式】如图1所示，本专利技术所述的风力发电机组轮毂强度计算方法，其步骤主要包括:(I)以现有的有限元软件为平台，实施建模，首先将轮毂模型通过软件分割出来子模型(2)其次，把变浆轴承2的内圈外圈和滚子组成一个整体，实现一体化；(3)通过接触单把轮毂I分别和主轴3、变桨轴承2连接起来(4)轮毂I采用实体单元S0LID187 ;主轴2和变桨轴承3采用无中间节点的实体单元 S0LID185叶片根部中心载荷加到三个叶片根部中心，三个中心分部建立三节点，节点通过MPC单元与叶片和变桨轴承接触面建立刚度连接 另外，施加位置约束的具体方式为:主轴施加全部约束。根据整体模型的计算结果，插值计算得到子模型的应力。【主权项】1.，其特征在于:精确算出轮毂的热点应力，节省计算资源。2.根据权利要求1，首先将轮毂模型通过软件分割出来子模型，轮毂采用实体单元S0LID187 ;主轴和变桨轴承采用无中间节点的实体单元S0LID185。3.根据权利要求1，把变浆轴承的内圈外圈和滚子组成一个整体，实现一体化。4.根据权利要求1，通过接触单把轮毂分别和主轴、变桨轴承连接起来，叶片根部中心载荷加到三个叶片根部中心，三个中心分部建立三节点，节点通过MPC单元与叶片和变桨轴承接触面建立刚度连接。【专利摘要】，通过现有的有限元软件为平台实施建模，最后定义各个部件材料属性，进行计算，得出变形及应力云图，建模过程中主要包括将首先通过在有限元软件中进行建模，将轮毂承和主轴采用实体单元模拟；此外，还包括在主轴施加全部约束；本专利技术有益效果为：有利于精准的计算轮毂的强度性能，且可同时计算多个工况，有利于节省时间、节约成本，非常适于大范围推广。【IPC分类】G06F17-50【公开号】CN104794260【申请号】CN201510131355【专利技术人】李 荣 【申请人】北京博比风电科技有限公司【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年3月25日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组轮毂强度计算方法，其特征在于：精确算出轮毂的热点应力，节省计算资源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣，
申请(专利权)人：北京博比风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11