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偏航轴承与主底座和塔顶法兰的连接螺栓静强度分析

2016-1-26 13:35:15
偏航轴承与主底座和塔顶法兰的连接螺栓静强度分析

偏航轴承与主底座和塔顶法兰

偏航轴承与主底座和塔顶法兰的连接螺栓静强度分析

偏航轴承与主底座和塔顶法兰

偏航轴承与主底座和塔顶法兰的连接螺栓静强度分析

偏航轴承与主底座和塔顶法兰

偏航轴承与主底座和塔顶法兰的连接螺栓静强度分析

偏航轴承与主底座和塔顶法兰

详细介绍

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

1.偏航轴承与主底座和塔顶法兰的连接螺栓静强度分析

偏航轴承风机偏航时提供转动的部件,工作状态刹车钳抱死刹车盘从而固定偏航轴承的转动,需要偏航时放开刹车钳,转动风机。对于风机来说,此处的螺栓连接受力较大,为整个风机螺栓连接的关键区域。螺栓均采用beam单元模拟,螺栓头按实际尺寸建立,螺纹连接部位保持与实际螺栓相同长度。建立相应的接触。



        几何模型                         法兰部分局部网格

   

                                           接触定义

                             最终分析模型


            偏航轴承与主底座和塔顶法兰连接螺栓应力云图


                  偏航轴承与主底座和塔顶法兰连接螺栓位移图


                          偏航轴承与主底座的接触压力


                      偏航轴承与塔顶法兰的接触压力


 2.齿轮箱与主底座连接螺栓静强度分析

齿轮箱为悬挂方式,整个齿轮箱的载荷都要通过主底座传递。施加螺栓预紧力和重力载荷。零件之间的连接采用接触或连接单元。


              几何模型

     

            接触定义


                                 最终计算模型

                                         螺栓应力图

               螺栓位移图


 

               接触压力


3.锁定销静强度分析

锁定销用于维修时保持整个风机处于停止状态,停机时叶片接受风力载荷,进而传递到锁定销。


                                    几何模型

 

                                网格模型 

                                  接触的定义



                                   最终计算模型



                               锁定销应力云图



                                   锁定销位移云图



                                           接触应力

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