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2.0MW發(fā)電機底架靜動態(tài)有限元分析

2011-06-20 來源:中國風電資訊 瀏覽數(shù):2079


  1)各部件自重+極端風載
  2)各部件自重+發(fā)電機極端扭矩
自重計算:施加在電機底架上的部件重量包含機艙罩5t、吊車及吊車架3t以及發(fā)電機6.5t。其中機艙罩、吊車及吊車架的重量由8個支撐點承擔,發(fā)電機底架上有4個支撐點,每個支撐點均分1/8的重量,發(fā)電機的重量由4個發(fā)電機支座承擔,每個支座均分發(fā)電機1/4的重量。
  風載計算:考慮機艙一側(cè)的極端風載工況,計算風載總大小為:

  其中:
  機艙罩上的風載被平均分配施加到8個加載點上,其中發(fā)電機底架上有4個,所以平均每個加載點上的風載大小為13.81kN。
  發(fā)電機極端扭矩計算:發(fā)電機的極端扭矩是通過額定扭矩放大10.5倍后得到的,總大小為:

  扭矩的施加是通過向發(fā)電機的四個支撐板施加力偶來實現(xiàn)的,支撐板間距 ,所以每個支撐板上分配的力的大小為;

  2.2 電機底架靜力分析首先對發(fā)電機底架的原
  始幾何模型進行簡化,簡化的原則是在保證計算精度的同時采用合理網(wǎng)格模型。結(jié)構(gòu)上的小孔不影響整體的應(yīng)力狀態(tài)可全部去掉,螺栓連接部分強度滿足要求,整體分析時可不考慮,將其作為固連。簡化后幾何模型如圖2所示。
  模型處理完后,選擇合適的單元類型,對其進行網(wǎng)格劃分。此次分析采用實體殼和實體單元作為網(wǎng)格填充單元,采用六面體為主的網(wǎng)格劃分方式進行分網(wǎng),分網(wǎng)后網(wǎng)格模型如圖3所示。
  模型分網(wǎng)后,對其進行載荷的施加并指定約束,載荷大小及施加位置如2.1節(jié)所述;約束方式采用固定約束,將發(fā)電機底架與主機架螺栓連接的位置進行固定約束,然后進行分析計算。
  2.3 計算結(jié)果
  工況一:各部件自重+極端風載

  在此工況下,發(fā)電機底架的最大等效應(yīng)力為122.62MPa,出現(xiàn)在左側(cè)縱梁上頂?shù)装甯窟吘墶5刃?yīng)力云圖見圖4所示;最大變形量為8.99mm,出現(xiàn)在左側(cè)縱梁尾端,變形云圖如圖5所示。

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