[发明专利]一种风力发电机组主机架强度有限元计算方法

权利要求书

1.一种风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，包括：

通过对载荷及结构受力形式的分析，确定传力路径上的受力部件，建立三维模型，形成完整装配体；

对主机架及所述受力部件进行特征简化及结构离散，形成有限元网格模型，并分别设置所述受力部件的材料属性；

对主机架及所述受力部件间的连接关系进行简化，模拟偏航制动器及偏航电机；

对所述有限元网格模型施加预定的极限工况载荷和边界条件，形成完整的主机架强度分析有限元模型；

根据所述主机架强度分析有限元模型获得主机架的应力应变状态；

其中，所述受力部件包括主轴、主轴承、轴承座、塔筒、塔顶法兰、齿轮箱支座、偏航制动盘、偏航制动器、偏航轴承。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对主机架及所述受力部件间的连接关系进行简化，包括：

主轴与主轴承建立绑定约束、主轴承与轴承座建立绑定约束、轴承座与主机架建立绑定约束、齿轮箱支座与主机架建立绑定约束、偏航轴承与主机架建立绑定约束、偏航制动器与主机架建立绑定约束。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对主机架及所述受力部件间的连接关系进行简化，模拟偏航制动器的方法包括：

在偏航制动器与上偏航摩擦片间建立两个节点，其中一个节点与偏航制动器采用MPC连接，另一个节点与上偏航摩擦片采用MPC连接，同时在这两个节点间建立连接单元Translater；在偏航制动器与下偏航摩擦片间建立两个节点，其中一个节点与偏航制动器采用MPC连接，另一个节点与下偏航摩擦片采用MPC连接，同时在这两个节点间建立连接单元Translater；

在所述上偏航摩擦片、所述下偏航摩擦片与所述偏航制动盘间建立接触关系并设置相应的额定摩擦系数，并分别在所述上偏航摩擦片的上表面与所述下偏航摩擦片的下表面施加额定工作压力，模拟活塞的制动压力。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对主机架及所述受力部件间的连接关系进行简化，模拟偏航电机的方法包括：

分别在每个偏航电机安装孔的中心建立一个中心节点，安装孔内的节点与中心节点间采用Beam连接；分别在每个偏航电机的偏航小齿水平中心建立一个节点，并与偏航轴承上与偏航电机的偏航小齿啮合部位的垂直方向的一列节点采用MPC连接。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对主机架及所述受力部件间的连接关系进行简化时，对主轴承与偏航轴承的滚子模拟方法包括：按照滚子数目，在对应位置采用只受压的Gap单元进行模拟。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对主机架及所述受力部件间的连接关系进行简化时，对主轴与齿轮箱支座的连接模拟方法包括：在两侧齿轮箱支座中心建立一个节点，分别与主轴安装端面及两侧齿轮箱支座采用MPC连接。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对所述有限元网格模型施加预定的极限工况载荷包括：

施加轮毂中心不同工况的极限载荷，在轮毂中心建立节点，在该节点上施加载荷，采用MPC将此点与主轴法兰端面节点连接。

8.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架强度有限元计算方法，其特征在于，对所述有限元网格模型施加边界条件包括：在塔筒底部全约束。