[发明专利]风力发电机组机舱罩强度评估方法

说明书

本发明公开了一种风力发电机组机舱罩强度评估方法，包含：对机舱罩体、金属预埋件以及与机舱罩体连接的发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环建立几何模型；对机舱罩体的壳体以及设置在其内的加强筋进行铺层设计；定义金属预埋件、发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环与机舱罩体间的连接关系；在机舱罩体上施加边界条件和载荷进行计算，采用相应的失效准则对计算结果进行分析得到机舱罩的强度。本发明的风力发电机组机舱罩强度评估方法，对机舱罩体进行铺层设计，同时还对发电机架、辅助支撑架、等钢结构部件、避雷针支架和安全绳挂环进行建模，使计算模型更贴近实际使用环境，提高了仿真模拟计算的准确度。

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组机舱罩强度评估方法。

背景技术

随着全球能源问题的日益突出，环境污染问题日益严重，风能作为清洁无污染的可再生能源，越来越受到国家和政府部门的重视，其支持力度越来越大。

随着平价上网的节点即将到来，市场竞争愈发激烈，各家主机厂家对风电机组的成本愈发关注。机舱罩作为风电机组的主要部件，肩负着保护运维人员安全的重要作用，其结构强度准确性、可靠性直接影响到机舱罩的成本和性能，因此合理、合适的机舱罩计算方法至关重要。

然而相较于其它风力发电机零部件，国内企业和机构对机舱罩结构分析相关研究较少。现有的机舱罩强度评估方法，建模过于简单，与实际应用情况不相符，不能准确反映机舱罩受力情况。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种可以解决上述问题的风力发电机组机舱罩强度评估方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种风力发电机组机舱罩强度评估方法，包含以下步骤：

建立机舱罩的几何模型，机舱罩包括机舱罩体、设置在机舱罩体内的金属预埋件以及与机舱罩体连接的发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环；

对机舱罩体的几何模型进行抽壳操作，导入有限元分析软件，对机舱罩体的几何模型进行网格划分，定义机舱罩体各位置铺层的材料属性和截面属性，应用有限元分析软件的前处理功能对机舱罩体的壳体以及设置在其内的加强筋进行铺层设计，得到机舱罩体的有限元模型；

将金属预埋件的几何模型导入有限元分析软件，对金属预埋件的几何模型进行网格划分，定义金属预埋件的材料属性和单元属性，得到金属预埋件的有限元模型；

将发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环的几何模型导入有限元分析软件，对发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环的几何模型进行网格划分，定义发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环的材料属性和单元属性，得到发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环的有限元模型；

将金属预埋件与机舱罩体间的接触耦合形式定义为绑定接触，将发电机架和辅助支撑架与机舱罩体间的弹性支撑连接定义为弹簧单元，将避雷针支架和安全绳挂环与机舱罩体间的接触耦合形式定义为刚性连接，将机舱罩体、金属预埋件、发电机架、辅助支撑架、避雷针支架和安全绳挂环组装成一个整体有限元模型；

在机舱罩体上施加边界条件和载荷进行计算，采用相应的失效准则对计算结果进行分析得到机舱罩的强度。

进一步地，，壳体和加强筋采用壳单元模拟；

金属预埋件、发电机架和辅助支撑架采用实体单元模拟；

避雷针支架和安全绳挂环采用mass单元模拟。

进一步地，将发电机架、辅助支撑架的有限元模型凝聚成一个超单元。

进一步地，对超单元与底座的对应接口位置进行固定约束。

进一步地，弹簧单元采用combin40单元。