CN103324805A - 风机底架极限强度校核的计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种风机底架极限强度校核的计算方法，采样有限元分析软件作为平台实施建模，进行有限元网格划分，设置连接结构载荷和边界条件，进行计算，得到底架的受力情况，所述设置连接结构载荷和边界条件，具体为：在轮毂中心、轴承中心处建立节点，用三维梁单元连接起来，模拟主轴传递载荷；在主轴承座中心点与主轴承内圈表面单元采用只承受压力的link单元连接。本发明计算后的底架的应力大小和危险位置准确度更高，符合底架实际受力关系。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种底架极限强度校核的计算方法，是校核风机底架的一种更通用方法，可以广泛用于多种结构风机底架的极限强度校核。
背景技术
现在兆瓦级风机底架主要采用有限元计算，在主轴与主轴承的边界上，才有一体或者绑定的处理方法，这种边界条件使风机的整个传力关系的模拟与实际的风机的传力关系有一定的偏差。没有体现出轴承在传力关系上的只承受压力不承受拉力的非线性关系。得到的底架极限强度也不准确。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种更准确的风机底架极限强度校核的计算方法。它通过有限元分析软件计算，以解决风机底架的强度安全问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种风机底架极限强度校核的计算方法，采样有限元分析软件作为平台实施建模，进行有限元网格划分，设置连接结构载荷和边界条件，进行计算，得到底架的受力情况，所述设置连接结构载荷和边界条件，具体为：在轮毂中心、轴承中心处建立节点，用三维梁单元连接起来，模拟主轴传递载荷；在主轴承座中心点与主轴承内圈表面单元采用只承受压力的link单元连接。
进一步地，所述的建模过程具体为：所述对底架、主轴和轴承几何模型进行有限元网格划分，具体如下：对于各连接部件、主轴采用三维梁单元，轴承和底架采用四面体单元或者六面体单元划分网格。
进一步地，所述四面体或者六面体单元进行网格划分的单元为50～100mm。
进一步地，所述三维梁单元进行网格划分，每个螺杆划分为15～20分单元。
进一步地，采用只承受压力的Link单元连接主轴和主轴承。
进一步地，所述有限元模型计算求解采用非线性求解的计算方法，得到底架应力大小和危险位置，将该值与底架许用值比较，校核底架强度。
本发明的有益效果为：
1.本发明可以对风机底架进行极限强度校核，适用性非常广。
2.本发明计算过程简单易行，便于实施。
3.本发明对于底架的受力关系模拟准确，体现的主轴承的非线性传力关系。
附图说明
图1为本发明中建立边界条件设置的模型示意图。
图中：1.主轴，2.主轴承，3.底架，4.link单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
实施例：本发明的计算方法采用ANSYS（有限元分析软件）为实施工具，本例以某风机底架极限强度校核的方法进行具体说明，如图1所示，其计算方法包括如下步骤：
第一步：建立主轴、底架和主轴承几何模型：在三维软件里，建立底架和主轴承三维模型；使用梁单元建立主轴部分。
第二步：对底架和主轴承模型进行有限元网格划分：各连接部件单元设置情况详见表1；采用四面体或者六面体单元进行网格划分，同时，单元大小为50～100mm；对于线单元采用三维梁单元进行网格划分，其半径为主轴的半径尺寸，同时，每个主轴划分为15～20分单元。
表1有限元单元设置
第三步：连接结构载荷和边界条件设置：在轮毂中心，轴承中心处建立节点，用三维梁单元连接起来，模拟主轴传递载荷。在主轴承座中心点与主轴承内圈表面单元用只承受压力的link单元连接起来。
第四步：有限元模型计算求解并查看结果：采用ANSYS有限元软件，通过牛顿-拉普森算法，进行非线性分析计算，计算后显示底架应力大小和危险位置，将该值与底架材料许用值比较便可校核底架强度。
Claims (7)
1.一种风机底架极限强度校核的计算方法，采样有限元分析软件作为平台实施建模，进行有限元网格划分，设置连接结构载荷和边界条件，进行计算，得到底架的受力情况，其特征在于：所述设置连接结构载荷和边界条件，具体为：在轮毂中心、轴承中心处建立节点，用三维梁单元连接起来，模拟主轴传递载荷；在主轴承座中心点与主轴承内圈表面单元采用只承受压力的link单元连接。
2.如权利要求1所述底架极限强度校核的计算方法，其特征在于：所述的建模过程具体为：在有限元分析软件中使用三维实体模型建立底架、主轴和轴承部分，主轴和轴承采用只承受压力的Link单元连接。
3.如权利要求1所述底架极限强度校核的计算方法，其特征在于：所述对底架、主轴和轴承几何模型进行有限元网格划分，具体如下：对于各连接部件，主轴采用三维梁单元，轴承和底架采用四面体单元或者六面体单元划分网格。
4.如权利要求3所述底架极限强度校核的计算方法，其特征在于：所述四面体或者六面体单元进行网格划分的单元为50~100mm。
5.如权利要求3所述底架极限强度校核的计算方法，其特征在于：所述三维梁单元进行网格划分，每个螺杆划分为10～20分单元。
6.如权利要求1所述底架极限强度校核的计算方法，其特征在于：所述施加极限工况载荷是通过Link单元模拟轴承的非线性传力关系施加。
7.如权利要求1所述底架极限强度校核的计算方法，其特征在于：所述有限元模型计算求解采用非线性求解的计算方法，得到底架应力大小和危险位置，将该值与底架许用值比较，校核底架强度。
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