[发明专利]一种风力发电机组参数化零部件设计方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组参数化零部件设计方法。 

背景技术

风力发电机组的结构设计主要根据总体技术的要求，完成对所有零部件的几何尺寸的计算、分析、校合，从而最终确定部件的结构尺寸；通常根据风力发电机组的等级确定极限载荷和安全系数，这个过程是需要反复验算与校合，最后寻优得到合适的结构尺寸，通常这个过程需要很长的时间，设计人员要经过2年以上的大型软件学习应用经验，即使熟悉使用通用ANSNY软件的人员，完成这个设计过程也要2年多，为此我们发明了参数化模型实现方法，用于风电机组主要零部件的有限元计算分析，简化部件的网格建模，使有限元的分析计算变得简洁快速，利用此方法设计的软件，完成风电机组总体设计和结构设计可一次在该软件下完成，计算、分析和校核工作可与图纸设计同时完成。 

发明内容

针对现有风力发电机组零部件设计方法存在的不足与缺陷，本发明提供一种风力发电机组参数化零部件设计方法，通过本方法，以达到设计简单快捷的目的。 

该方法包括如下步骤： 

步骤1、设计部件参数化尺寸三维图形； 

步骤2、分析设计部件结构的受力条件，采用固体力学线弹性小变形理论，得到零部件的应力和位移； 

步骤3、根据步骤2的计算结果，反复调整设计部件的基本尺寸结构，使整体结构全部满足强度和形变的要求； 

步骤4、根据确认的部件的基本尺寸，进行工程加工制造图设计和制造工艺要求，最后设计员完成设计报告和工程图纸。 

所述的三维图形按如下方法求得： 

I、确定设计部件名称及结构； 

II、输入设计部件结构尺寸，得到设计部件图形文件； 

III、根据结构输出部件图形； 

IV、确定部件参数的输入变量； 

V、给变量赋值，运行图形输出程序； 

VI、调整宏命令，输出部件的三维图形； 

VII、回到步骤IV，循环输入部件参数的输入变量，输入变量的次数为2到N次，N为自然数，得到部件的三维图形。 

所述的部件应力和位移按如下方法求得： 

①、输入三维设计部件图形文件； 

②、确定剖分结构形式，进行部件网格剖分； 

③、根据部件结构尺寸的边界条件，确定自动剖分方法； 

④、完成网格剖分； 

⑤、输出网格剖分文件。 

所述的部件的基本尺寸结构按如下方法求得： 

(一)、输入网格剖分文件； 

(二)、利用有限元的基本方程确定边界条件和载荷； 

(三)、应用求解器求解上述方程； 

(四)、将应力计算结果与国家规定标准对比，判断对比结果是否合格，如果是合格则确定并输出部件的三维图形尺寸，如果否则改进部件结构尺寸并重新设计。 

其中步骤(二)中的基本方程、边界条件和载荷如下： 

(1)基本方程1 

∂σxx∂x+∂σxy∂y+∂σxz∂z+fx=0]]>