后底座静强度分析及主底座与后底座连接螺栓静强度分析
风电行业简介
随着全球新能源产业的飞速发展,风能由于其经济,可再生性以及研究相对成熟,在国内外得到了长足发展。目前我国风电装机量已经是世界第一,绿色能源在电力行业中的占比还在不断提高。
风电制造行业是有限元分析应用的一个重要领域。风力发电设备中:采用复合材料的叶片设计分析优化、塔筒模态分析、齿轮箱及其构件以及轮毂设计等各种接触、非线性分析等均为复杂课题,需要多门学科知识方法的综合应用。
针对风电制造领域关注的各种线性、非线性、接触,模态等静力,动力学问题,作为世界上最优秀的非线性分析软件——Abaqus有针对性的提供了相应的分析解决方案。Abaqus的有限元分析能力已经被全球知名风机制造商及其相关项目服务商,科研单位检验并得到了广泛的认可。
目前风电行业中最关键的问题主要是模型的合理简化、轴承的模拟、叶片复合材料的模拟、螺栓连接、焊缝疲劳分析以及大量的接触非线性和几何非线性分析。
Ansa作为专业的前处理软件,可以为风电行业提供快速高质量的六面体网格模型,从而在网格上保证计算的精度和速度。
Abaqus作为非线性有限元分析软件,在风电行业具有强大的优势:
1.针对风电行业中的大型的轴承模型,提供了完美的间隙单元解决方案,可以定义大量的参数对轴承进行合理的简化假设,不仅可以保证计算的准确性,更能考虑的计算的经济性;
2.针对复合材料Abaqus更是提供了强大的复合材料铺层模拟技术;风电行业的螺栓连接更是计算不可缺少的部分,无论螺栓是实体模型还是简化模型,Abaqus都能够准确的模拟螺栓预紧力的情况,保证计算的真实性;
3.针对风电行业中存在的大量接触非线性和几何非线性,更是abaqus的强项,可以充分考虑几何变形所引起的几何非线性,以及大量接触边界所产生的非线性,通过先进的自动增量技术及其它控制技术,实现非线性的快速收敛求解。
案例展示
后底座要承受一部分来自于发电机的载荷,一部分机舱罩的载荷,电器控制柜的载荷,还需要承受俯仰加速度载荷,摇头加速度载荷。后底座主要有板类件组成,因此采用壳网格。
1.后底座静强度分析
几何模型
最终计算模型
后底座应力云图
后底座位移云图
2.主底座与后底座连接螺栓静强度分析
主底座与后底座之间通过螺栓进行连接,螺栓的载荷主要来源于零件的重力,还有点头和摇头的加速度载荷,对螺栓进行强度分析,保证连接的安全性。
几何模型
接触定义
最终计算模型
螺栓应力
螺栓位移
接触压力