[发明专利]一种风力发电机组前机架强度的计算方法

权利要求书

1.一种风力发电机组前机架强度的计算方法，通过现有的有限元软件为平台实施建模，定义各个部件材料属性，进行计算，得到前机架的受力云图及最大受力点，其特征在于，建模过程中主要包括以下步骤： 

1）使用三维软件建立前机架及影响前机架受力的零部件几何模型，进行装配后并转化为网格软件所识别的格式，导入网格软件中对所有部件进行网格划分，形成分析所用的网格模型；

2）将对前机架受力影响不大的连接关系进行简化；

3）对有限元网格模型施加相应的载荷边界及约束边界条件；

4）最后将建立的有限元模型提交有限元分析软件中进行求解在不同极限工况下前机架的应力分布图；

其中，所述影响前机架受力的零部件包括风轮锁紧盘、主轴承座、主轴、齿轮箱支座、塔筒、后机架、偏航垫高块、偏航制动器、偏航轴承内圈、偏航轴承外圈、偏航制动盘、上/下偏航摩擦片；主轴承座与前机架间，齿轮箱座与前机架间，前机架与后机架间，塔筒与偏航制动盘间建立绑定约束。

2.根据权利要求1所述一种风力发电机组前机架强度的计算方法，其特征在于：根据主轴轴承、偏航轴承滚子的刚度计算单元截面属性，并根据滚子数目设定单元数目；主轴轴承、偏航轴承的轴承内、外圈间用单向受力单元，即只受压不受拉的单元进行模拟。

3.根据权利要求1~2所述一种风力发电机组前机架强度的计算方法，其特征在于：所述载荷边界包括重力载荷和轮毂的中心载荷。

4.根据权利要求3所述一种风力发电机组前机架强度的计算方法，其特征在于：所述重力载荷的模拟使用质量单元模拟，并施加重力加速度，其中所考虑的质量包含前机架上所有的支撑重量，主要包括齿轮箱的重量与发电机的重量。

5.根据权利要求3所述一种风力发电机组前机架强度的计算方法，其特征在于：所述轮毂的中心载荷的模拟通过在轮毂中心建立节点，在该节点上施加轮毂中心的极限载荷，使用刚性梁一将轮毂中心点与主轴法兰间连接。

6.根据权利要求1、2、4或5任一项所述一种风力发电机组前机架强度的计算方法，其特征在于：偏航力矩的模拟方法为：偏航力矩通过上/下偏航摩擦片与偏航制动盘间的摩擦作用传递至偏航制动盘后再传递至塔筒，在上/下偏航摩擦片中心建立两个节点，两节点分别与偏航制动器、上/下偏航摩擦片通过刚性梁二连接，同时在此两节点处建立方程约束，约束两节点除垂直方向外的其它两方向的平动位移相同。

7.根据权利要求1所述一种风力发电机组前机架强度的计算方法，其特征在于：所述约束边界主要为在塔筒底部施加全自由度约束。