一种风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法技术

本发明专利技术涉及一种风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法，建立包含风机偏航制动载荷传递路径的几何模型，进行网格划分，进行接触对定义，施加边界条件与各极限工况载荷，通过在塔顶法兰中心位置建立两个主节点，将一个主节点与主机架前端法兰通过刚性梁连接，加载3个力及2个力矩载荷；另一主节点与偏航制动卡钳通过刚性梁连接，加载不超过偏航制动卡钳最大制动力矩的Mz载荷，超过部分加载到与主机架相连的主节点，将载荷传递至主机架与偏航制动卡钳，最后传递至偏航制动盘。本发明专利技术既考虑了偏航轴承的非线性传递力关系又考虑了偏航制动盘与偏航制动卡钳之间接触力的传递，符合偏航制动盘实际受力关系，能够实现风机偏航制动盘极限强度的准确校核。极限强度的准确校核。极限强度的准确校核。

【技术实现步骤摘要】
一种风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法


[0001]本专利技术涉及风机航制动盘
，尤其涉及一种风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的快速发展，人们对能源的需求也在迅猛增长。而风能作为一种清洁无污染的可再生能源，越来越受到人们的重视。由于国家政策的大力支持，近几年风电机组的国产化程度逐渐提高。风电机组功率的逐渐增大使得机组内部结构件也越来越大，结构件的强度性能也愈发重要.
[0003]偏航制动盘是风机组中受力情况较为复杂、可靠性要求较高的关键部件之一，承受着来自风轮总成与机舱总成传递过来的周期性载荷和随机载荷的综合作用，其强度性能直接关系到整个风电机组的安全性与可靠性。
[0004]现在大型风机组偏航制动盘主要采用有限元方法进行计算.在现有的偏航制动盘强度性能分析技术中，如申请公布号为CN106547963 A，申请公布日为2017年03月29日的专利技术专利申请公开了一种风机偏航制动盘极限强度的校核方法及装置,该方法采用有限元软件建立包含制动盘在内的实体模型,并对其进行强度分析。首先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法，其特征在于，该方法包括：1)对偏航制动盘及其载荷传递路径中的相关部件进行三维几何建模与模型装配，得到三维几何模型；2)利用有限元前处理软件对所述三维几何模型进行网格划分，对载荷传递路径中的相关部件以及偏航制动盘进行属性定义，得到网格模型；3)将所述网格模型导入有限元分析软件，并依据相邻部件之间的实际接触关系定义相关接触对，在偏航制动盘与偏航制动卡钳之间建立弹簧单元来模拟两者之间接触关系，完成有限元建模；4)对有限元模型进行边界约束与极限工况加载；5)对各极限工况下有限元模型进行非线性求解，求解完成后进入有限元分析软件后处理模块，查看各极限工况下偏航制动盘的应力大小及危险位置，将所述危险位置的部件许用应力值与各极限工况下偏航制动盘的应力大小比较，校核偏航制动盘极限强度，得到极限强度安全系数。2.根据权利要求1所述的风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法，其特征在于，所述载荷传递路径相关部件包括：主机架、偏航驱动电机、偏航轴承内圈、偏航轴承外圈、偏航轴承滚球、偏航制动卡钳、偏航制动盘、塔筒顶法兰及塔筒假体部分。3.根据权利要求2所述的风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法，其特征在于，所述步骤2)网格划分，包括：所述主机架、偏航驱动电机和偏航制动盘均采用十节点四面体高阶单元进行网格划分；所述偏航制动卡钳、偏航轴承内圈、偏航轴承外圈和塔顶法兰均采用二十节点六面体高阶单元进行网格划分；所述偏航轴承与偏航驱动电机之间的偏航齿轮啮合采用梁单元与杆单元进行建模；所述塔筒假体部分采用壳单元进行网格划分；所述偏航轴承滚球采用轴向拉压弹簧单元建模；所述的杆单元其中通过单元实常数定义设置为仅受压不受拉的特性。进一步地，所述梁单元和杆单元划分份数均为8～16。4.根据权利要求3所述风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法，其特征在于，所述偏航轴承内圈和所述偏航轴承外圈之间的偏航轴承滚球按照实际个数采用弹簧单元combin39进行建模，每个所述偏航轴承滚球采用六个所述combin39单元辐条轮模拟，六个所述combin39单元相对于滚道水平面分别成
±
30
°
、
±
50
°
、
±
70
°
分布，并采用预定义的力
‑
变形曲线来定义所述偏航轴承滚球承受压力载荷时的刚度变化。5.根据权利要求3所述风机偏航制动盘建模与极限强度校核方法，其特征在于，所述偏航制动盘分别与8个偏航制动卡钳的上、下两个面发生接触，两者之间的接触面摩擦采用轴向拉压弹簧单元进行建模；每个接触面均采用X、Y、Z 3个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，何海建，李永奎，孟令锐，董姝言，苏凤宇，沈越，李成晨，
申请(专利权)人：许昌许继风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：